I - - Patrimoine Naturel Marin et Terrestre du Domaine Côtier du Nord Pas de Calais I

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1 - - Patrimoine Naturel Marin et Terrestre du Domaine Côtier du Nord Pas de Calais 7Q'Q21 se 'q 00 f \Ç Etude de faisabilité d'un outil de suivi du patrimoine naturel terrestre et marin: Systèmes de projection et coordonnées pour l'utilisationde bases de données géographiques gérées sous SG AVRL 2001 / - y - :-:-3 yjj - - / y FEDER 2cA2 Syndicat Mixte de la Côte d'opale M CALAS

2 Géoréférencement des données géographiques numériques Notions fondamentales Systèmes de projection et coordonnées Les informations suivantes ont pour objectif de préciser les notions fondamentales en matière de système de projection et de coordonnées en vue de l'utilisation de bases de données géographiques gérées sous SG. Les informations présentées ont été volontairement simplifiées. Cette synthèse a été élaborée à partir de différentes sources bibliographiques. Pour de plus amples détails, se reporter tout particulièrement aux informations présentes sur le site Web de l'gn ( TELEGS - Sandrine BOUSQUET 15 rue des Bergeronnettes Chassieu Tel/fax r s.bousquetwanadoo.fr SRET : Octobre 1999 /

3 Projections On utilise une représentation plane de la terre ou projection afin de: représenter sur une surface plane une partie d'un modèle ellipsoïdal de la surface de la terre. obtenir des valeurs métriques plus exploitables que l'unité angulaire. rendre plus facile une évaluation des distances. Réseau géodésique Un réseau est un ensemble de points physiquement liés à la croûte terrestre dont on décrit la position définie par des coordonnées estimées et leurs variations. RGF Par densification des points européens du réseau mondial, l'gn a commencé à établir en France, dès 1993, un réseau géodésique complémentaire, le R.G.F. La technique d'observation est celle de la mesure satellitaire GPS assurant une cohérence de niveau centimétrique aux coordonnées publiées des différents points. Le Réseau Géodésique Français (R.G.F.) est la matérialisation du nouveau Système Géodésique de Référence RGF93. RGF93 Système de référence précis, adapté aux technologies modernes, et compatible avec les références mondiales. Ce système est tridimensionnel et géocentrique et correspond à la réalisation française du système européen ETRS89, lui-même compatible avec les systèmes mondiaux, tels WGS84. Triangulation Technique qui fut utilisée en géodésie pour construire un canevas de points connus en coordonnées, au moyen de mesures d'angles et d'une distance, ainsi que de calculs géométriques. UTM Universal Transverse Mercator; projection cylindrique transverse. WGS84 (World Geodetic System 1984) Système mis au point par le département de la défense des États-Unis ; défini à partir: de coordonnées de points par observations Doppler sur satellites, d'un ensemble de données de définitions : constantes fondamentales, développement du champ en harmoniques sphériques, etc... WGS84 a été déduit de la première réalisation WGS72 par une transformation à 7 paramètres. L'exactitude de ce système est de l'ordre du mètre. C'est ce système qui est utilisé pour les éphémérides radiodiffusées par les satellites GPS. L'ellipsoïde associé au WGS84 est AG-GRS80. Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 25

4 Sommaire 1- QU'EST CE QU'UNE PROJECTON CARTOGRAPHQUE 2- LES PROJECTONS CLASSFCATON DES PROJECTONS... s 3.1 PROJECTON CYLNDRQUE LA PROJECTON CONQUE LA PROJECTON AZMUTHALE OU PLANARE LES SPECFCTES DES PROJECTONS LES TYPES DE COORDONNEES GENERALTES ELEMENTS NECESSARES A LA DESCRPTON D'UN TYPE DE COORDONNEES...8 Unitéangulaire...8 Notation des unités angulaires pour les latitudes et longitudes...8 Méridienorigine...9 Ellipsoïdes...9 Modèles d'ellipsoïde en usage en France... 9 Hauteurellipsoïdale LA PROJECTON DE LAMBERT U 6.1 COORDONNEES FGURANT SUR LES CARTES TOPOGRAPHQUES LAMBERT-93 : PROJECTON ASSOCEE AU SYSTEME GEODESQUE RGF LA PROJECTON DE MERCATOR LE QUADRLLAGE DE MERCATOR TRANSVERSE UNVERSEL UTM : PROJECTON ASSOCEE AU SYSTEME GEODESQUE EUROPE DATUM TRANSFORMATON DE COORDONNEES PROCESSUS DE CHANGEMENT DE SYSTEME UTLSATON PRATQUE DES PARAMETRES DE PASSAGE NTF -- WGS SYSTEME DE REFERENCE GEODESQUE SYSTEMEGEODESQUE NOTON DE COORDONNEES RESEAU GEODESQUE SYSTEMES EN USAGE EN FRANCE SYSTEMES LOCAUX La Nouvelle Triangulation de la France (NTF) Le système ED50 (European Datum 1950) SYSTEMES SPATAUX Le Réseau Géodésique Français 1993 (RGF1993) Le système WGS84 (World Geodetic System 1984) Le système TRS Le système ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989)...22 GLOSSARE Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 2

5 J - Qu'est ce qu'une projection cartographique La terre ou géoïde ne peut pas être représentée parfaitement par une surface de révolution. On réalise une approximation avec un certain nombre d'ellipsoïdes locaux définis par les instances cartographiques nationales ou des commissions internationales. Les progrès incessants dans les systèmes de mesure font que ces ellipsoïdes sont régulièrement modifiées. Elles sont alors nommées en fonction de leur inventeur et de l'année à laquelle elles ont été reconnues. Exemples : Clarke 1866, Clarke 1880, nternational, Everest, Bessel... Afin de représenter la terre sur une carte, il est nécessaire d'appliquer une transformation mathématique de l'ellipsoïde vers un plan. On appelle projection cartographique la transformation mathématique donnant le système de correspondance entre les coordonnées géographiques et les points du plan de projection. En termes de géométrie, la Terre, en tant qu'ellipsoïde de révolution (une sphère légèrement plane), est considérée comme une forme non-développable. En effet, peu importe la manière dont la Terre est divisée, elle ne peut être déroulée ou dépliée pour être étendue. Lorsque cet ellipsoïde de révolution est projeté sur une carte plate, toutes ses propriétés ne peuvent pas être conservées simultanément. En fait, chaque projection est un compromis, indiquant certaines propriétés avec précision, d'autres étant altérées. En dépit des problèmes reliés à la distorsion, toutes les projections conservent un élément important, c'est-à-dire la précision de la position. En transformant le canevas géographique (canevas des méridiens et parallèles figurant sur la carte) en une carte, le lien spatial entre les points sur les deux surfaces est conservé. Géoïde : surface de niveau du champ de pesanteur terrestre, prolongeant sous les terres émergées la surface moyenne des océans. Ellipsoïde de référence : surface de référence constituée par un ellipsoïde de révolution aplati, de grand axe et d'excentricité choisis pour qu'il représente, localement ou globalement, une bonne approximation du géoïde. 2 - Les projections Une projection se caractérise par les éléments suivants: La surface de projection La propriété conservée L'orientation et la position de la surface par rapport au globe / Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 3

6 La surface de projection ou surface développable: le plan : projection azimutale le cône : projection conique le cylindre : projection cylindrique Propriétés: Conformité: conservation des angles et des formes (localement). Equivalence: conservation des rapports de superficie. Equidistance : conservation des rapports de distance. Remarque : aucune projection ne peut conserver plus d'une de ces propriétés en même temps. L'aspect de la projection C'est-à-dire l'orientation de l'axe (pivot) de la surface de développement par rapport au globe: Direct : l'axe correspond à l'axe des pôles; dans ce cas des projections azimutales, on parle aussi d'aspect polaire. Transverse : l'axe de la surface de projection est dans le plan de l'équateur et la projection est symétrique par rapport à un méridien. Oblique : l'axe de la projection est dans toute autre position intermédiaire que les pôles ou l'équateur. La position de la surface de projection par rapport à la surface du 21obe. Projection tangente lorsque la surface de projection touche le globe en un point ou le long d'une ligne. Projection sécante lorsque la surface de projection recoupe le globe. Projection.doc TELEGS octobre1999 page 4

7 13 - Classification des projections Les projections sont couramment classées selon la surface géométrique qu'elles dérivent: conique, cylindrique, et plane (azimutale ou zénithale). 3.1 Projection cylindrique Projection cylindrique : la surface de projection est un cylindre tangent ou sécant au modèle de la Terre (exemple: UTM, Gauss...). représentation représentation représentation cylindrique directe cylindrique oblique cylindrique transverse Dans le cas d'une projection cylindrique, la Terre est projetée sur un cylindre tangent ou sécant qui est également coupé sur la longueur et étendu. De cette manière, nous avons un réseau également espacé de parallèles droits et horizontaux et de méridiens droits et verticaux. Une ligne droite entre deux points sur cette projection suit une seule direction, qu'on appelle loxodromie. Cet élément rend la projection cylindrique utile lors de la construction de cartes de navigation. Lorsque le cylindre est utilisé en tant que surface pour projeter le monde entier sur une seule carte, on trouve une importante distorsion des hautes latitudes, où la distance entre les parallèles devient plus grande, entraînant ainsi l'absence des pôles. La projection de Mercator est la plus connue. / Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 5

8 3.2 La projection conique Projection conique: la surface de projection est un cône tangent ou sécant (exemple : Lambert, Lambert93... ). représentation conique directe tangente représentation conique directe sécante Dans le cas d'une projection conique, nous pouvons visualiser la Terre projetée sur un cône tangent ou sécant, qui est alors coupé sur la longueur et étendu. Les parallèles (lignes de latitude), sont représentés par des arcs de cercles concentriques, et les méridiens (lignes de longitude), par des lignes droites, également espacées. Ce système de projection est utilisé pour dresser les cartes de régions situées au nord de l'equateur, Ainsi, il y a moins de distorsion de l'ensemble des formes du territoire et des eaux. La projection conique conforme de Lambert est une version couramment utilisée de type conique. 3.3 La projection aziniutale ou planaire Projection azimutale (dite plane) : le plan lui-même est tangent au modèle de la terre. (Exemple Stéréographie polaire (carte du ciel, cartes des régions polaires,...) Avec la projection plane, une portion de la surface de la Terre est transformée à partir d'un point de perspective à une surface plane. Dans le cas d'une projection polaire, les parallèles sont représentés par un système de cercles concentriques qui partagent un point d'origine commun duquel les méridiens rayonnent, espacés à des angles véritables. Cette projection indique une vraie direction uniquement entre le point central et d'autres lieux sur la carte. Bien que ces projections soient le plus souvent utilisées pour les cartes portant sur les régions polaires, elles peuvent être centrées n'importe où sur la surface terrestre. La projection gnomonique est un système de projection plane sur laquelle apparaît un grand cercle comme une ligne droite. Un grand cercle est une ligne d'intersection de plans passant par le centre de la Terre avec la surface du globe. Cette information est très utile en navigation aérienne parce que les aéronefs voyagent habituellement le long des routes des grands cercles. Cela explique pourquoi les avions en provenance de Montréal ou Toronto à destination du Japon, volent au-dessus du Pôle Nord! Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 6

9 4,- Les spécificités des projections 1 Une projection cartographique est conforme (ou orthomorphique) lorsque tous les angles à n'importe quel point sont préservés ou, lorsque l'échelle à n'importe quel point est la même dans toutes les directions. Les lignes de latitude et de longitude coupent aux bons angles et les formes sont conservées dans les petits territoires. Néanmoins, dans le processus de la projection, la dimension des grands territoires est altérée. Une projection dite équivalente représente des régions sur toute la carte de manière à ce que qu'elles conservent le même lien proportionnel aux régions de la Terre qu'elles représentent. La création de cette projection donne lieu à des figures et à des angles qui se trouvent grandement altérés. Cette distorsion augmente avec la distance loin du point d'origine. Une projection qui n'est ni conforme ni équivalente est dite ayhvlactique. Une projection qui est équidistante conserve une échelle uniquement à partir du centre de la projection ou le long des grands cercles (méridiens), qui passent à travers ce point. Une projection est azimutale ou zénithale lorsque les angles à partir d'un point central sont indiqués correctement à tous les autres points sur la carte. Cependant, pour atteindre cette propriété, les formes, les distances et les régions sont grandement altérées. Exemple de Type Propriétés Utilisation régionale Projection conforme monde, équatoriale, étendues d'orientation est- De Mercator cylindrique direction vraie* ouest, moyenne et grande échelles continents/océans, équatoriale / latitudes de Mercator cylindrique conforme moyennes, étendues d'orientation nord-sud, transverse moyenne et grande échelles continents / océans, équatoriale / latitudes Conique conforme. conforme conique direction vraie* moyennes, étendues d'orientation est-ouest, de Lambert moyenne et grande échelles monde, hémisphère, équatoriale / latitudes Zénithale équidistante* planaire moyennes, continents / océans, régionales / équidistante direction vraie océans, polaire, grande é chelle * azimutale surfaces hémisphère, continents / océans équatoriale / équivalente de planaire équivalentes. latitudes moyennes, polaire Lambert direction vraie régionales / océans, étendues d'orientation polyconique conique équidistante* nord-sud, moyenne et grande échelles \ hémisphère, polaire, continents / océans conforme stéréographique planaire régionales / mers, équatoriale / latitudes direction vrais moyennes, moyenne et grande échelles ra Projection.doc TELEGS octobre1999 page 7

10 [5-Les types decoordonnées Généralités Les coordonnées peuvent être exprimées: sous la forme de coordonnées géographiques : les coordonnées géographiques globales (longitude, latitude), déterminées directement par rapport au globe (coordonnées sphériques exprimées en degrés, minutes, secondes, ou en radians); c'est un système universel, global, dans lequel chaque lieu a une coordonnée unique. La lettre lambda désignant la longitude. La lettre phi la latitude. La lettre h correspond à la hauteur ellipsoïdale (à ne pas confondre avec l'altitude). Elle est définie dans un système de référence géodésique et peut différer de l'altitude de plusieurs dizaines de mètres. en représentation plane - Les coordonnées planes ou coordonnées cartographiques relatives: ce sont des coordonnées locales, projetée sur le plan de la carte; il s'agit de coordonnées planes dans un espace cartésien (x,y); 5.2 Déments nécessaires à la description d'un type de coordonnées Pour être décrit totalement un type de coordonnées doit préciser les éléments suivants Unité angulaire/unité linéaire! Projection /Méridien origine/ellipsoïde/ Système géodésique Unité angulaire: Notation des unités angulaires pour les latitudes et longitudes En degrés, minutes, secondes sexagésimaux En degrés, minutes décimales En degrés décimaux En grades (ou gon) En Radians Approches numériques: 1 deg = 60' = 3 600" 180 deg; =200gr = rd 8.61 deg; = 48 deg; 36.6' = 48 deg;36' 36" 8.60deg; =54gr Un degré de longitude équivaut à environ 111 km sur l'équateur mais ne vaut plus que 74 km à une latitude de 48 degrés et devient O km au pôle Nord. TELEGS octobre 1999 page8 /

11 Méridien origine Les longitudes sont le plus souvent comptées positivement vers l'est, par rapport à un méridien origine. Ce méridien origine peut être celui de Greenwich (méridien international), ou encore propre à la géodésie d'un pays (méridien de Paris pour la France). Chaque méridien origine est défini numériquement par sa longitude par rapport au méridien international. Le méridien de Paris est à 2 20' " à l'est de celui de Greenwich. Ellipsoïdes L'ellipsoïde de révolution ("sphère aplatie aux pôles") est un modèle mathématique utilisé pour le calcul et que l'on définit pour qu'il soit le plus près possible du géoïde. l existe de nombreux modèles d'ellipsoïdes. A chaque référentiel géodésique est associé un ellipsoïde sur lequel on a fixé un méridien comme origine des longitudes et qui est parfaitement défini par son demi - grand axe a, son demi petitaxe, son aplatissement et son excentricité. Modèles d'ellipsoïde en usage en France Système Ellipsoïde a b 11f e geodesique associe NTF Clarke l88ogn ED50 Hayford WGS84 j TAG GRS 1980 [6378, l j Hauteur ellipsoïdale Cette valeur est définie dans un système géodésique et peut différer de l'altitude de plusieurs dizaines de mètres. Elle correspond à une distance entre le point considéré et le pied de la normale à l'ellipsoïde. Tous les systèmes de positionnement par satellites fournissent une hauteur ellipsoïdale et non une altitude. Projectiori.doc TELEGS - octobre 1999 page 9

12 [ La projection de Lamber Projection associée au système géodésique, NTFJ La projection terrestre réglementaire en France est une conique conforme de Lambert Afin de limiter au maximum les déformations on utilise 4 zones Lambert (Nord, Centre,Sud,Corse) correspondant à 4 tangences du cône de projection ( 49,5, 46,8, 44,1, 42,165 ). Une projection appelée "Lambert étendu" couvre la France entière pour des besoins d'amplitude nationale. Les valeurs suivantes permettent le calcul des coordonnées en projection Lambert de l'ellipsoïde de Clarke 1880 GN. Zone Lambert étendu Zone application 53.5gr - 57gr 50.5gr gr 47gr gr France entière Latitude origine 5 5gr=49deg;3 0' 52gr=46deg;48' 49gr=44deg;06' 52gr=46deg;48' Longitude. Ogr Pans Ogr Pans Ogr Pans.. Ogr Pans origine Parallèles 48deg;35'54.682" 45deg;53' " 43deg; 1 l'57.449" 45deg; " automécoïques 50deg;23'45.282" 47deg;4 1 '45.652" 44deg;59'45.938" 47deg;4 1 '45.652" XO : False m m m m Easting YO False Northing m m m m Remarques Les projections Lambert de la France sont en fait, par définition, des projections tangentes avec facteur d'échelle, les valeurs précédemment fournies sont celles des projections sécantes correspondantes car ce sont elles qui sont requises pour l'utilisation de certains récepteurs GPS. Sur les cartes topographiques au 1 : , les valeurs des Y (ou N) sont exprimées en kilomètres et précédées du numéro de la zoné (sauf pour le Lambert étendu). Exemple : N = m devient pour la carte du mont Ventoux (Lambert ) TELEGS - octobre 1999 page 10 /

13 6.1 Coordonnées figurant sur les cartes topographiques Les deux échelles figurant dans le cadre portent des chiffraisons kilométriques: vers l'intérieur: en noir, les amorces du quadrillage kilométrique Lambert "zone", c'est-à-dire Lambert,, ou V. La valeur des Y des coordonnées en "Lambert zone" est toujours précédée du numéro de la zone Lambert (exemple: 3196 = m Lambert ). en bleu, les amorces du quadrillage kilométrique Lambert étendu. Le quadrillage Lambert étendu n'est pas tracé sur la carte mais, en plus des amorces dans la marge, des croisillons à l'intérieur de la carte tous les kilomètres permettent de le reconstituer. en grades, les latitudes et longitudes rapportées au système français NTF vers l'extérieur: en noir, les amorces du quadrillage UTM du fuseau correspondant à la zone; en limite de deux fuseaux, les amorces coexistent en bleu et noir, les valeurs les plus faibles correspondant au fuseau de numéro supérieur. en degrés, les latitudes et longitudes rapportées au système ED50 Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 11

14 6.2 Lambert-93 :projection associée au système géodésique RGF93 Une projection conique conforme sécante de Lambert appelée "Lambert-93" a été retenue en septembre 1996 pour une utilisation cartographique du nouveau système géodésique français RGF93. Elle n'apparaît pas encore reportée sur les cartes topographiques (en cours, reportée sur les dernières cartes éditées). ' / Projection.doc TELEGS octobre1999 page 12

15 7- La projection de Mercator La projection de Mercator est une représentation cylindrique directe tangente conforme sur une sphère. La représentation de Mercator est l'une de plus ancienne et des plus simples; elle fut mise au point par Mercator en C'est elle qui a permis les grandes découvertes maritimes du XV siècle en permettant aux navigateurs de disposer de cartes de navigation à cap constant bien adaptées aux instruments de navigation rudimentaires de l'époque. En effet, la représentation de Mercator étant conforme, les directions y sont préservées. Puisque c'est une représentation directe le cylindre est tangent à la terre au niveau de l'équateur. Tous les méridiens sont représentés par des droites parallèles. La convergence des méridiens n'est donc pas conservée et il est impossible d'imager les pôles. Tout écart de longitude est représenté par le même delta X quelle que soit la latitude. Etant donné que les angles doivent être conservés (représentation conforme) il est donc nécessaire d'accroître delta X avec la latitude de façon à compenser la non convergence cartographique des méridiens. Au pôle Y est reporté à l'infini. 7.1 Le quadrillage de Mercator transverse universel La projection de Mercator transverse est un de ces systèmes de projection en bandes. Elle est qualifiée de transverse parce que les bandes sont alignées nord-sud plutôt que est-ouest le long de l'équateur comme dans la projection de Mercator ordinaire. La projection cylindrique UTM (Universal Transverse Mercator) couvre le monde entier et est constituée de 60 fuseaux de 6 degrés d'amplitude en longitude. UTM Zone Num bers U $ P U C N o (D o (D Cl) p o (J) niversal Transverse Mercator (UTM) System Pete r H. Dana Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 13

16 La France est sur 3 fuseaux: UTM Nord fuseau 30: entre 6 degrés ouest et O degré Greenwich UTM Nord fuseau 31: entre O degré et 6 degrés est Greenwich UTM Nord fuseau 32 : entre 6 degrés est et 12 degrés est Greenwich 7.2 UTM: Projection associée au système géodésique Europe Datum 50 Remarque : On emploie également la projection UTM associée à d'autres référentiels géodésiques (comme le WGS84), donc avec d'autres ellipsoïdes (AG GRS 1980 pour le WGS84). - Projection.doc TELEGS octobre1999 page 14

17 8 - Transformation de coordonnées La navigation a beaucoup évolué avec l'usage du GPS qui fournit une position absolue dans un système géodésique donné. La notion de "changement de système" prend alors toute son importance pour ne pas obtenir des résultats grossièrement erronés, le décalage pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres. Prenons par exemple un point situé dans l'est de la France, les coordonnées suivantes expriment la position du même détail (à trois mètres près): Longitude ou E Latitude ou N Système de coordonnées 6 g 54 gr NTF méridien deparis 7deg;44'14.0" 48deg;36'00.0" NTF méridien de Greenwich 7deg;44'16.4" 48deg;36'03.0" ED50 Greenwich 7deg;44'12.2" 48deg;35'59.9" WGS84 Greenwich m m NTF Lambert l m m NTF Lambert étendu m m ED50 UTM fuseau 32 Nord m m WGS84 UTM fuseau 32 Nord m m j.rgf93 enprojection Lambert 8.1 Processus de changement de système Un changement de système géodésique s'effectue le plus souvent au niveau des coordonnées cartésiennes géocentriques (XYZ). Si on dispose de coordonnées géographiques on doit donc les transformer en cartésiennes géocentriques, et si on travaille en projection, il faut passer tout d'abord en géographiques, puis en cartésiennes géocentriques. Certains récepteurs GPS proposent une liste de systèmes géodésiques voire, parfois, d'entrer soimême des valeurs de translations. Pour certaines applications plus fines, on devra associer aux translations précédentes des rotations (suivant chaque axe) et un facteur d'échelle. Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 15 l

18 modèle de SYSTEME A transformation SYSTEME B cartésiennes similitude 30 à 7 paramètres - cartésiennes Oé 4 géographiques 4 planes formules de Molodensk' 4.. transformation polynomiale Ob 4 Ephiques Oé 4 4 planes Le plus utilisé est la similitude 3D car elle présente l'avantage de pouvoir être utilisée "dans les 2 sens" (les mêmes sept paramètres servent à transformer des coordonnées exprimées dans le système A vers le système B mais également du système B vers le système A). Les formules de Molodensky sont des développements limités dont l'ordre influe évidemment sur la précision finale. Le passage inverse nécessite l'application de formules différentes. La transformation polynomiale ne s'applique que sur des zones restreintes (pour conserver une précision comparable à celle obtenue par l'emploi d'une similitude). 8.2 Utilisation pratique des paramètres de passage NTF -- WGS84 Le système NTF n'étant pas toujours implémenté dans les récepteurs GPS, il conviendra d'utiliser les paramètres suivants, pour la similitude, recommandés à l'gn : (dits " standards" pour la France) NTF vers WGS84: TX = -168m TY = -60m TZ = +320m. pour une précision sur les coordonnées de quelques mètres. Une précision centimétrique ne peut être obtenue que par l'utilisation d'une grille de paramètres dans laquelle les valeurs de translations sont interpolées. Cela permet de prendre en compte les déformations de la NTF liées aux techniques de triangulation mises en oeuvres. Projection.doc TELEGS octobre1999 page 16

19 9 - Système de référence géodésique -- Un système de référence géodésique (datum) est défini par les principaux éléments suivants: Une surface de référence ou un ellipsoïde défini par une origine, des dimensions et une orientation; L'origine des coordonnées sur cette surface de référence; L'ensemble des repères matérialisés sur le territoire(le réseau géodésique). 9.1 Système géodésique Le positionnement des points dans l'espace et le temps au voisinage de la Terre nécessite la définition d'un système géodésique de référence. Les paramètres de positionnement du système lui-même peuvent être calculés à partir d'un point fondamental ou à l'origine d'un repère géocentrique conventionnel. Un tel système de référence étant défini, chaque point est repéré, à un instant donné, par des coordonnées, cela implique la connaissance d'un ellipsoïde associé et sa position dans l'espace. De nombreux systèmes coexistent, en raison de dispositions légales, réglementaires, ou historiques, de l'amélioration des techniques et des modèles, de l'élargissement de la zone d'application des techniques à la Terre entière. Les systèmes locaux, issus de réalisations terrestres, sont positionnés à quelques centaines de mètres du centre des masses de la Terre. Les systèmes spatiaux sont mondiaux, leur origine est située à quelques mètres du centre des masses de la Terre. 9.2 Notion de coordonnées Pour se localiser sur la terre, il est nécessaire d'utiliser un système géodésique duquel découlent les coordonnées géographiques figurant sur les cartes. Celles-ci peuvent être exprimées soit sous la forme de longitude et latitude (coordonnées dites géographiques),> soit en représentation cartographique plane (coordonnées dites en projection). Exemple: Sur les cartes GN TOP 25, série orange, deux systèmes géodésiques sont figurés sous forme de coordonnées dans la marge: Le système européen ED50, en degrés sexagésimaux et en coordonnées planes UTM. méridien de Greenwich dit méridien international projection cylindriqueutm (Universal TransverseMercator) Le système français NTF, en grades et en coordonnées planes Lambert. méridien de Paris projection conique conforme Lambert Projection1oc TELEGS - octobre 1999 page 17

20 9.3 Réseau géodésique Un réseau est un ensemble de points physiquement liés à la croûte terrestre (bornes, piliers,...) dont on décrit la position définie par des coordonnées estimées et leurs variations. On différencie certains types de réseaux, à savoir: des réseaux ou réalisations planimétriques des réseaux de nivellement des réseaux tridimensionnels géocentriques Avec le réseau, une réalisation géodésique nécessite donc la mise en oeuvre d'un système géodésique qui peut être résumé par l'ensemble des constantes et algorithmes qui doivent intervenir dans le processus d'estimation des coordonnées Systèmes en usage en France l est nécessaire de différencier deux types de systèmes, les systèmes locaux et les systèmes spatiaux. Les Systèmes géodésiques en usage en France Systèmes locaux Systèmes spatiaux principe: principe: ellipsoïde de référence constantes fondamentales point fondamental coordonnées tridimensionnelles méridien origine (longitude, latitude, hauteur ellipsoïdale) représentation plane associée précision du centre: précision du centre: quelques centaines de mètres. quelques mètres. Réalisations historiques France Systèmes mondiaux triangulation de Cassini ( ) World Geodetic System 1984 (WGS84) triangulation des ngénieurs Géographes nternational Terrestrial Reference ( ) System (TRS) Système européen: Système européen: European Datura 1950 (ED50) European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89) Système actuel en France: Système actuel en France: Nouvelle Triangulation de la France Réseau Géodésique Français (NTF) 1993 (RGF93) Projection.doc TELEGS octobre1999 page 18

21 10.1 Systèmes locaux Les systèmes en usage en France sont le résultat de l'historique des réalisations passées. ls ont tous été créés à l'aide de triangulation, procédé terrestre qui consiste à mesurer des angles de triangle et quelques distances pour la mise à l'échelle La Nouvelle Triangulation de la France (NTF) Cette triangulation similaire à celles effectuées par Cassini et les ngénieurs Géographes, poursuit l'objectif de la réalisation de la cartographie nationale à moyenne échelle. Ce système est matérialisé sur le terrain par un réseau géodésique hiérarchisé Réseau principal 800 points de 1er ordre espacés de 30 km environ points de 2ème ordre espacés de 10 km environ points de 3ème et 4ème ordre espacés de 3 km environ Réseau complémentaire points de précisions diverses Les caractéristiques du système sont les suivantes point fondamental : croix du Panthéon ellipsoïde associée: Clarke 1880 GN représentation plane associée : Lambert zone,,, V méridien origine : Paris Le système ED50 (European Datum 1950) Système mis en place à la suite de la seconde guerre mondiale. l fut établi grâce aux réalisations géodésiques terrestres à partir des observations des premiers ordres nationaux de l'europe occidentale. Les caractéristiques du système sont les suivantes point fondamental : POTSDAM (valeur de la déviation de la verticale fixée conventionnellement) ellipsoïde 1909 représentation plane associée: Universal Transverse Mercator (UTM) Plusieurs réalisations ont été menées en variant les modes de calculs et d'observations prises en compte, en particulier la dernière, ED87, a pris en compte des observations spatiales. Projection.doc TELEGS octobre 1999 page 19

22 10.2 Systèmes spatiaux Le Réseau Géodésique Français 1993 (RGF1993) Ce système géodésique appelé RGF93, tridimensionnel et géocentrique sert de base à la création d'un réseau géodésique moderne français, par densification des points européens du réseau mondial associé ETRS89. Z li.a{çifl li Vij )mun LGNUE itx _Zt. vt,j, UYLW? :' lime - lt) Wr,iii 1. La technique d'observation est celle de la mesure satellitaire GPS assurant une cohérence de niveau centimétrique aux coordonnées publiées des différents points. Les coordonnées sont exprimées dans le système RGF93, soit sous la forme tridimensionnelle géographique (Longitude, Latitude, hauteur ellipsoïdale), soit sous forme bi dimensionnelle, selon la projection Lambert 93, unique pour l'ensemble du territoire. Les caractéristiques du système sont les suivantes: En France métropolitaine, par exemple, le Réseau Géodésique Français (RGF) matérialise ce nouveau système de référence RGF93, réalisation tridimensionnelle et géocentrique du système européen de référence ETRS89. Le réseau RGF est structuré hiérarchiquement en 3 parties Projection.doc TELEGS octobre1999 page 20

23 Le RRF: Réseau de Référence Français 23 points déterminés par géodésie spatiale de grande précision (précision 10). observations entre 1989 et 1993 mai 1989 : observations GPS pour le réseau européen (93 points en Europe, 8 en France) juin 1989 observations VLB pour le réseau européen (6 points dont 2 en France) 1992 : observations VLB (1 point en France) 1993 : observations GPS des 23 points du RRF Le RBF: Réseau de Base Français 6) sites déterminés par technique GPS (précision 10 observations en 1994, 1995 et 1996 Le RDF: Réseau de Détail Français (en cours de réalisation) constitué en particulier de points de la NTF et de canevas géodésiques appuyés sur le RBF Le système WGS84 (World Geodetic System 1984) Ce système a été mis au point par le département de la défense des États-Unis à partir de coordonnées de points par observations Doppler sur satellites et défini à partir d'un ensemble de données : constantes fondamentales, développement du champ en harmoniques sphériques, etc. WGS84 a été déduit de la première réalisation WGS72 par une transformation à 7 paramètres. l est utilisé pour exprimer les éphémérides radiodiffusées du GPS. Caractéristiques exactitude de l'ordre du mètre ellipsoïde associé AG-GRS80 - réalisation récente (G873) est équivalente au niveau décimétrique à TRF94 projection courante associée : UTM Le système TRS L'TRS, système de référence terrestre de l'nternational Earth Rotation Service (1ERS), est matérialisé par un réseau mondial de près de 300 points. Avec une exactitude au niveau centimétrique, il s'agit du plus précis des systèmes géodésiques mondiaux. Depuis 1988, FERS fournit chaque année une réalisation appelée TRFyy, avec yy comme derniers chiffre du millésime. La dernière en date est 1'TRF97. Du fait de la précision de ce système, l'époque de référence des coordonnées qui sont publiées doit être précisée (par exemple pour l'trf97). De plus, les réalisations TRFnn donnent pour chaque point une vitesse de déplacement, qui est une mesure du mouvement de ce point résultant de phénomènes géophysiques comme les mouvements tectoniques et le rebond postglaciaire. D'autre part, on applique lors du calcul de ces coordonnées des corrections diverses marées terrestres, pression atmosphérique, etc... Projection.doc TELEGS octobre1999 page 21

24 Les réalisations TRFnn sont obtenues par combinaison de jeux de coordonnées issues de différentes techniques de géodésie spatiale très précises VLB : Very Long Base nterferometry (interférométrie à très longue base) LLR: Lunar Laser Ranging (télémétrie laser sur la lune) SLR: Satellite Laser Ranging (télémétrie laser sur satellite) GPS Global positioning System DORS : Doppler Orbitography Radiopositionning ntegrated by Satellite Le système DORS Son exactitude est au niveau centimétrique. Depuis 1988, 1'ERS fournit chaque année une réalisation appelée TRFyy, avec yy comme derniers chiffres du millésime. La dernière en date est 'TRF96. Les coordonnées de ce système sont données en fonction du temps : to = pour TRF96. La vitesse de déplacement tient compte du mouvement tectonique des plaques et du rebond postglaciaire. On y applique aussi des corrections diverses marées terrestres, pression atmosphérique, etc Le système ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) Le système ETRS89 est défini a partir de 1'TRS et coïncide avec TRS à l'époque l est attaché à la partie stable de la plaque eurasienne. A une époque quelconque on applique une vitesse théorique de la plaque Eurasie sur les coordonnées. L'ETRFyy, réalisation de ETRS utilise des points TRFyy européens et des points de densification par GPS. Successeur de ED87, initialement localisé sur l'europe occidentale, ETRS89 s'étend à présent sur l'europe de l'est. La cohérence du système ETRS89 avec WGS84 est métrique. Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 22

25 GLOSSARE D atum Système géodésique de définition locale réalisé historiquement à partir d'un point. DORS DORS (Détermination d'orbite et Radiopositionnement ntégrés par Satellite) est un système radioélectrique de détermination fine d'orbites et de localisation précise de stations au sol. l a été conçu et développé par le Centre National d'etudes Spatiales (CNES), le Groupe de Recherches de Géodésie Spatiale (GRGS) et l'gn. ED5O Système géodésique européen établi par les Américains à la suite de la Deuxième Guerre Mondiale. Ellipsoïde L'ellipsoïde de révolution ("sphère aplatie aux pôles") est un modèle mathématique de la Terre utile pour faire des calculs et que l'on définit pour qu'il soit le plus près possible du géoïde. l existe de nombreux modèles d'ellipsoïdes. ETRS89 (European Terre striai Reference System 1989) Système géodésique adopté par les Européens. l coïncide avec TRF à l'époque est attaché à la partie stable de la plaque eurasienne, à une époque quelconque on applique une vitesse théorique de la plaque sur les coordonnées. L' ETRFyy, réalisation de ETRS utilise des points TRFyy européens et des points de densification par GPS. Le Réseau Géodésique Français est exprimé en ETRS89. Géoïde Les surfaces sur lesquelles le potentiel de pesanteur est constant [W = Cte] sont appelées surfaces équipotentielles ou de niveau. D'après les propriétés des fluides en équilibre, la surface moyenne des grandes nappes d'eau : mer, océan,... est une surface équipotentielle. On choisit l'une d'entre elles, appelé géoïde - la surface moyenne des océans - pour définir la surface du niveau zéro à partir de laquelle on comptera les altitudes. En fait, cette surface est difficilement accessible. Même sur les océans, où la houle, les marées peuvent être moyennées, les différences de température, de salinité, les vents, peuvent modifier le niveau moyen. Sous les continents, le géoïde n'est défini que d'une façon indirecte. GPS (Global Positioning System) C'est le système de positionnement par satellite à l'échelle du globe. Le lancement du premier satellite a eu lieu en Le système a été déclaré pleinement opérationnel février l avait été conçu, au départ, par le Département de la Défense des USA, pour des applications militaires, mais on a ensuite étendu son utilisation aux applications civiles, en particulier pour la géodésie. Grille de paramètres de transformation de coordonnées GR3DF97A Dans le contexte de l'introduction d'un nouveau système géodésique de référence pour la France métropolitaine, le RGF93, l'gn met à la disposition des utilisateurs un ensemble de processus Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 23

26 de transformation de coordonnées de manière à faciliter le passage de l'ancien système, la Nouvelle Triangulation de la France (NTF), au nouveau. Le principe du processus de transformation est l'interpolation, dans un semis de points régulièrement répartis, ou "grille", de paramètres tridimensionnels de translation entre systèmes. GRS8O (Geodetic Référence System 1980) Système de référence, mais aussi l'ellipsoïde associé adopté par l'ugg (Union nternationale de Géodésie et Géophysique) à Canberra en TRFnn TRF = nternational Terrestrial Référence Frame Longitude origine C'est la longitude du méridien origine de la représentation, généralement comptée par rapport au méridien international. Méridien origine Les longitudes sont le plus souvent comptées positivement vers l'est, toujours par rapport à un méridien origine qui peut être celui de Greenwich (méridien international), ou encore propre à la géodésie d'un pays (méridien de Paris pour la France). Chaque méridien origine est défini numériquement par sa longitude par rapport au méridien international. Le méridien de Paris est à 2 20' " à l'est de celui de Greenwich. Module linéaire, altération linéaire Le module linéaire "m" est le rapport (distance en projection) / (distance sur l'ellipsoïde) L'altération linéaire est "m" - 1. L'ordre de grandeur des altérations linéaires peut atteindre quelques mètres par kilomètre pour une projection couvrant la France entière. NTF Nouvelle Triangulation de la France. Point fondamental Jusqu'à l'apparition des satellites, tout ensemble de coordonnées géodésiques, tout système géodésique, nécessitait qu'au moins en un point (point fondamental) on prenne comme coordonnées géodésiques les coordonnées astronomiques observées. En ce point, noté "F" par exemple, on peut dire que "Aza = Azg". Par conséquent, les images de toutes les directions horizontales observables sont les directions tangentes à l'ellipsoïde, faisant avec le méridien géodésique des angles "Azg = Aza". D'où: l'image de la verticale est la normale en ce point l'image du plan méridien astronomique est le plan méridien géodésique. Exemple : La Nouvelle Triangulation de la France a placé l'ellipsoïde Clarke 1880 tangent au géoïde en un point, la croix du Panthéon à Paris : point fondamental de la NTF. L'altitude "H" et la hauteur ellipsoïdale "h" sont ici égales, la verticale et la normale sont confondues. 1 Projection.doc TELEGS - octobre 1999 page 24

27 Projections On utilise une représentation plane de la terre ou projection afin de: représenter sur une surface plane une partie d'un modèle ellipsoïdal de la surface de la terre. obtenir des valeurs métriques plus exploitables que l'unité angulaire. rendre plus facile une évaluation des distances. Réseau géodésique Un réseau est un ensemble de points physiquement liés à la croûte terrestre dont on décrit la position définie par des coordonnées estimées et leurs variations. RGF Par densification des points européens du réseau mondial, l'gn a commencé à établir en France, dès 1993, un réseau géodésique complémentaire, le R.G.F. La technique d'observation est celle de la mesure satellitaire GPS assurant une cohérence de niveau centimétrique aux coordonnées publiées des différents points. Le Réseau Géodésique Français (R.G.F.) est la matérialisation du nouveau Système Géodésique de Référence RGF93. RGF93 Système de référence précis, adapté aux technologies modernes, et compatible avec les références mondiales. Ce système est tridimensionnel et géocentrique et correspond à la réalisation française du système européen ETRS89, lui-même compatible avec les systèmes mondiaux, tels WGS84. Triangulation Technique qui fut utilisée en géodésie pour construire un canevas de points connus en coordonnées, au moyen de mesures d'angles et d'une distance, ainsi que de calculs géométriques. UTM Universal Transverse Mercator; projection cylindrique transverse. WGS84 (World Geodetic System 1984) Système mis au point par le département de la défense des États-Unis ; défini à partir: de coordonnées de points par observations Doppler sur satellites, d'un ensemble de données de définitions : constantes fondamentales, développement du champ en harmoniques sphériques, etc... WGS84 a été déduit de la première réalisation WGS72 par une transformation à 7 paramètres. L'exactitude de ce système est de l'ordre du mètre. C'est ce système qui est utilisé pour les éphémérides radiodiffusées par les satellites GPS. L'ellipsoïde associéau WGS84 est AG-GRS80. Projection.doc 1 TELEGS octobre 1999 page 25

28 Etude de faisabilité d'un outil de suivi du patrimoine naturel terrestre et marin Volet 1 ntégration cohérente des données TELEGS - Sandrine BOUSQUET Adresse 15 rue des Bergeronnettes Chassieu Tel/fax s.bousquet@wanadoo.fr SR-ET : Octobre 1999 /

29 Sommaire Page :2 sur 3O OBJECTF ET METHODOLOGE DENTFCATON DES BESONS CONSULTATONS D'EXPERENCES SMLARES - COLLOQUE COASTGS' ELEMENTS GENERAUX lAterre En mer LA TRANSCRPTON DES DONNEES GEOREFERENCEES LE CHOX DU REFERENTEL ET DE LA PROJECTON L'UTLSATON DES CARTES MARNES DU SHOM AUTRE FOND DE REFERENCE (FOND PERSONNALSE) LA COHERENCE GEOGRAPHQUE : PROJECTON, COORDONNEES, ECHELLE LA PROBLEMATQUE Les référentiels utilisés La terminologie La spécificité des cartes marines LES DONNEES DSPONBLES A OELM/ENR Les sources de non-cohérence Les données liées au référentiel BDCarto ( ème) Les données liées au référentiel des fonds scannés GN ème Les données de précision supérieure Les données sur le milieu marin Les données photographies aériennes numériques LES DONNEES SSUES DE LA CARTOGRAPHE DU PATRMONE NATUREL EN COURS DE MSE EN OEUVRE SUR LE TERRTORE DU PARC NATUREL REGONAL DU BOULONNAS nformations présentes dans les CCTP Lot et Lot Cohérence géographique LA COHERENCE ALTMETRQUE : LE NVEAU ZERO LA PROBLEMATQUE Le niveau zéro du géographe - zéro des altitudes Le niveau zéro de l'hydrographe - zéro des profondeurs REALSER LA COHERENCE ALTMETRQUE RECOMMANDATONS PRECONSATONS GENERALES ORGANSATON DE L'OUTL SC D'OELM/ENR Un noyau central Des applications périphériques comprenant ORENTATONS POUR L'NTEGRATON DE DONNEES Sur le milieu terrestre Sur l'estran Sur le milieu maritime LA COHERENCE ALTMETRQUE Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

30 Page :3 sur 3O ANNEXE 1: LSTE ET CARACTERSTQUES DES DONNEES GN DSPONBLES BD CARTO BDALT BDTOPO GEOROUTE ROUTE LESCARTES SCANNES LES PHOTOGRAPHES AERENNES NUMERQUES ANNEXE 2 :LSTE ET CARACTERSTQUES DES DONNEES SHOM DSPONBLES OU EN COURS DE CREATON LES CARTES MARNES LA CARTE ELECTRONQUE DE NAVGATON ENC ET LES SYSTEMES DE VSUALSATON ECDS Définition Lesfonctionnalités LesECS Production et diffusion des ENC Laproduction au SHOM La production des cartes raster RNC La production de cartes par des éditeurs privés LEPROJET AVD ) ANNEXE3 : LES DONNEES SATELLTALES COMMERCALSEES PAR SPOT MAGE SPOTVEw LES PRODUTS RADARSAT D-SPOTVEw... LESPRODUTS ERS...30 Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

31 Page :4 sur Object. if et inethodologie Le volet 1 de l'étude a pour objectif de fournir les préconisations techniques afin d'assurer l'intégration cohérente dans un SG des données du territoire marin et terrestre et de leur interface au regard des besoins d'oelm/enr en terme d'intégration, d'exploitation et de diffusion de ces données. La méthode retenue repose sur la réalisation de trois étapes. Etape 1 Recueil des informations - identification des besoins Cette étape préliminaire a permis d'identifier les besoins du gestionnaire en intégration et exploitation de données liés aux problématiques identifiées dans le cahier des charges et de recueillir l'information disponible sur les données. Cette étape a été réalisée en partie lors de la réunion de lancement du projet à Wimereux le 12 août L'OELM/ENR nous a fournit de plus différents documents de travail. Les travaux réalisés par ENR/OELM sur les données caractérisant le patrimoine naturel marin. La méthodologie retenue pour la cartographie du patrimoine naturel en cours de mise en oeuvre sur le territoire du Parc Naturel Régional du Boulonnais. Les conclusions de l'étude de faisabilité d'un "SG Littoral" commanditée par le Conseil régional en Etape 2 Consultation d'expériences similaires Cette étape a permis à travers l'étude d'expériences similaires d'identifier les solutions retenues sur d'autres sites en terme de géoréférencement des données, position du niveau "zéro", modélisation 3Det4D. Cette phase a été principalement réalisée lors du colloque coast'g1s99 les 09, 10 et 11 septembre 1999 à Brest. Les interlocuteurs identifiés dans le cahier des charges étaient présents ainsi que d'autres intervenants présentant des problématiques similaires. Nous recommandons d'étudier en détail la «mine d'information» que sont les actes de cette manifestation. Etape 3 Analyse de la cohérence géographique des données et recommandations Cette étape apermis d'identifier les procédures assurant la cohérence géométrique et la cohérence altimétrique pour ces données de sources diverses. Elle sert de base pour l'élaboration des recommandations techniques pour une intégration cohérente des données au regard des besoins du gestionnaire. 1 / Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999

32 Page: 5 sur 3O - dentification des besoins Suite à la réunion de démarrage du projet et à divers entretiens ultérieurs avec l'équipe d'oelm/enr, nous avons identifié les besoins suivants: => Disposer d'informations générales concernant les référentiels géographiques, les systèmes de projection et de coordonnées existants. La compréhension des notions de base liées au problème du géoréférencement des données est essentielle dans le cadre d'un outil SG tel que celui envisagé par OELM/ENR du fait de la particularité de l'aire de travail (terre/mer/interface) et de la diversité des sources de données potentielles. Cette question fait l'objet d'un document de synthèse spécifique remis avec le présent rapport «Notions fondamentales systèmes de projection et coordonnées» --> Connaître et comprendre les choix effectués par des organismes ayant des problématiques similaires. Sur une telle problématique, il est utile de connaître les options retenues et les critères de choix en matière de géoréférencement des données par des organismes disposant d'une expérience plus ancienne. Cette question fait l'objet du chapitre «expériences similaires» et fait suite aux informations recueillies à l'occasion du colloque COAST'GS 99. =Comment réaliser la mise en cohérence géographique des données dans le cas du SG OELM/ENR: dentifier sur la base de la liste des données disponibles actuellement dans le SG et sur la base des données potentiellement disponibles les principales causes de non-cohérence géographique et les solutions possibles pour réaliser cette mise en cohérence des données? Comment réaliser la mise en cohérence altimétrique des données dans le cas du SG OELM/ENR: Comprendre les particularités des données altimétnques et bathymétriques(problématique du «niveau zéro») et identifier les solutions possibles pour la réalisation de la mise en cohérence. Connaître pour les sources de données potentielles ou existantes leurs géocaractéristiques. En annexe sont présentés les produits géoréférencés GN, les projets en cours SHOM, les produits mage visibles et radar disponibles à SPOTMAGE. Cohérence.doc ) 1 ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

33 Page :6 sur 3O 3 - Consultations d'ex periences similaires - COLLOQUE coastgus'99 Lors du Colloque CoastGS'99, la problématique de cohérence géographique des données a été - abordée à différentes reprises. Ces présentations sont disponibles dans les actes distribués aux participants. Les informations présentées lors des interventions suivantes apportent certains éléments de réponse. = La thèse de Ywan LEBERRE (UBO, laboratoire Géosystèmes) : exemple d'un SG sur le littoral du Finistère : Application des données hvdroraohiaues à l'étude synthétique de l'environnement côtier. Remarque : La thèse complète de Ywan LE BERRE sera disponible (et gratuite) dès le mois d'octobre = Les interventions du SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine) et de 1'FREMER Les données géographiques de référence en domaine littoral : Etude menée depuis 1 an par un groupe de travail constitué du SHOM et de 1'FREMER. Les conclusions ne sont pas aujourd'hui accessibles mais le rapport d'étude sera remis aux directions début Octobre et après accord de celles ci diffusé prioritairement à certaines cibles dont OELM/ENR (contact: Serge Alain, EPSHOM Brest, qui est aussi le webmaster du site nternet SHOM) ntégration et gestion de données réglementaires dans un SG (FREMER) nformations géographiques et références associées (EPSHOM de Brest) llustration des difficultés rencontrées pour expliciter les référentiels des données utilisées sur milieu maritime. Ces informations ont été complétées par des discussions avec différents participants (BRGM, Services maritimes, FREMER de différents centres, SHOM... ) 3.1 Eléments généraux l n'y a pas en général de reconnaissance légale, claire et polyvalente du concept de «zone - côtière». Traditionnellement la partie terrestre est essentiellement sous le contrôle de collectivités territoriales alors que la partie marine est sous le contrôle d'agences du gouvernement central conduisant la gestion de manière sectorielle (navigation, pêche, cultures marines..). Des démarches visant une gestion intégrée des zones côtières tentent de se mettre en place. Compte tenu des liens d'interdépendance amont/aval il est indispensable de disposer d'une vision cohérente terre-mer. Cela suppose que soient confrontés les paramètres environnementaux, socioéconomiques, d'occupation et d'usages des espaces, réglementaires. Du fait des nombreux recouvrements entre zonages, les outils SG sont susceptibles d'apporter une solution pour le stockage et la diffusion de l'information géoréférencée A terre Les procédures de création de données sur le milieu terrestre sont généralement planifiées et standardisées, les propriétaires de ces données sont identifiés et il existe des procédures d'accès à ces données soit dans un cadre commercial strict soit dans le cadre de conventions. Les Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre

34 Page :7 sur 3O. références sont les cartes topographiques de l'gn (du 1/25000 eu 1/100000). Ces données ont été numérisées par l'gn pour constituer les bases BdCarto et BdTopo. Malgré les freins liés aux coûts de mise à disposition de ces produits, ces données sont d'un usage généralisé et servent de référence pour la structuration d'autres bases Exemple Les zones protégées (Conservatoire du Littoral, Muséum national d'histoire naturelle et DREN) ont été numérisées sur les fonds de références GN. Les données relatives à la gestion des eaux douces (Base BdCarthage) utilise le référentiel BdCarto (enrichissement du réseau hydrographique incluant les informations et zonages réglementaires). Un certain nombre de donnés, liées aux besoins de gestion propre aux collectivités territoriales existent localement et peuvent faire l'objet de convention entre service. Ces données se basent généralement sur un référentiel GN de précision variable En mer Les données disponibles sont encore aujourd'hui essentiellement les cartes marines sur support papier. En France ces cartes sont réalisées sous la responsabilité du SHOM. Toutes les informations utiles pour la sécurité de navigation en surface ou au fond y sont reportées (bathymétrie, nature des fonds, signalisations et amers, ports et mouillage, zones d'exercices militaires, routes et chenaux...). Le droit international reconnaît ces cartes pour la diffusion des informations juridiques. Le SHOM a entrepris la numérisation générale des données. La version électronique des cartes marines ECDS se met en place. Les cartes marines ne comprennent pas les limites administratives (limites de communes en mer, région maritime, limites transversales, limites des Affaires maritimes, limite de salure..). La description de ces limites sous forme textuelle demeure elle-même souvent éparse, incomplète géographiquement et quelquefois ambiguës. Exemples La cartographie des cultures marines conduite de manière sectorielle est en cours de numérisation. Les activités nautico-balnéaire impliquent des limites précises définies souvent sous forme de distance par rapport à d'autres limites. Elles sont peu reportées sur des documents géoréférencés. 3.2 La transcription des données géoréférencées La zone de superposition des cartes marines et terrestre est révélatrice de la différence des logiques des producteurs et utilisateurs sur ces deux milieux. Les données en milieu marin sont trop souvent fragmentée, incomplètes ou incompatibles et difficiles d'accès. Dans le milieu marin la plus part des éléments de référence n'existent pas de manière standardisée. Une grande diversité de mode de délimitation est utilisée : les points d'appui peuvent être des coordonnées géographiques, des lignes arbitraires telles que méridiens ou parallèles, des lignes d'azimut constant, des alignements. Elles peuvent faire référence à des éléments géodésiques artificiels ou naturels certains repérables (ponts, phares, balises, isobathes..) d'autres imprécis (plage, fond de baie, embouchure..) l peut s'agir de distance par rapports à ces objets (400 mètres de la terre, cercle de 200mètres..) ou de lignes perpendiculaires à la côte. Cela pose des problèmes de transcription géographique quand la niveau de précision souhaité est élevé. Exemple Le report de coordonnées géographiques impose de connaître le système géodésique et l'ellipsoïde de référence (généralement non mentionnés). J Cohérenée.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 )

35 Page: 8 sur 3O Les distances portées sur les cartes doivent tenir compte des variations d'échelles et des projections utilisées. Dans le cas de délimitations établies selon un principe d'équidistance parallèle ou perpendiculaire, les procédés automatisés ne sont pas forcément adaptés. La construction par exemple de lignes perpendiculaires à la «direction générale de la côte» suppose la détermination de cette dernière. Certaines réglementations sont définies par rapport à des entités physiographiques variables dans le temps telles que la limite de l'eau à un instant t ce qui suppose la mise en oeuvre de modèles hydrodynamiques. 3.3 Le choix du référentiel et de la projection La mise en oeuvre de SG suppose le choix d'un système de référence et de projection géographique. Selon les cas, le référentiel de projection géographique choisi est soit le référentiel du SHOM (projection Universelle Transverse de Mercator) soit le référentiel GN (projection Lambert zone X). l n'y a pas de règle préétablie, le choix est le plus souvent guidé par la prédominance des données disponibles dans l'un ou l'autre des modes de projection (de façon à limiter le nombre de changement de projection à réaliser). Les applications SG essentiellement maritimes s'appuient préférentiellement sur les fonds de référence SHOM, les applications essentiellement côtières (terrestre et interface) s'appuient le plus souvent sur les fonds de référence GN (les fonds scannés GN «débordent» légèrement sur le milieu maritime). 3.4 L'utilisation des cartes marines du SHOM Plusieurs participants ont insisté sur les précautions à prendre avec les données des cartes marines. Elles peuvent être numérisées et utilisées comme fond cartographique (fond de plan d'habillage et non fond de plan de saisie) sur le domaine maritime mais, il est fondamental de garder à l'esprit que ces cartes sont établies dans une optique de sécurité de la navigation (la cartographie de la bathymétrie par exemple «privilégie» les points hauts et le niveau zéro inclus généralement une marge de sécurité). Ces cartes ne sont pas homogènes sur le littoral. Selon la localisation, elles sont d'échelles et de date de création et/ou de mise à jour différentes. l est recommandé d'utiliser de préférence, pour intégrer des données vecteurs sous SG (notamment la bathymétrie) les minutes de sondage d'origine et les prises de vues aériennes du SHOM. 3.5 Autre fond de référence (fond personnalisé) Pour s'affranchir des problèmes liés aux droits d'utilisation et de diffusion des données et pour améliorer la précision géographique (échelle de saisie) de leur fond de référence. Plusieurs utilisateurs rencontrés ont fait le choix de recréer leurs propres données de référence sur le littoral à partir de prises de vues aériennes ortho-géoréférencées au 1/20000 ou 1/30000eme. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre1999 /

36 Page :9 sur 3O 14- La cohérence géographique projection, coordonnées, echelle La problématique Les référentiels utilisés Les systèmes de projection diffèrent selon le milieu dans lequel on se situe. Pour le système terrestre, l'gn a adopté le système de projection conique conforme de Lambert. Pour le domaine maritime, le SHOM utilise le système de projection UTM (Universel transverse Mercator). La mise en cohérence suppose l'utilisation d'outils permettant de passer d'un référentiel à l'autre. Pour de plus amples précisions voir le document intitulé «notions fondamentales de projection et coordonnées» La terminologie La seconde difficulté majeure à la mise en cohérence des données maritimes et terrestres est le problème de la définition de certains éléments qui n'ont pas la même signification selon les cas. Exemple : La terminologie «trait de côte» couramment employée. Selon l'interlocuteur ou la source, il peut s'agir du niveau d'altitude zéro terrestre, du niveau zéro bathymétrique, de la limite de végétation ou du bord de falaise, de la limite du domaine public maritime, de la laisse des plus hautes mers ou encore de la notion de niveau extrême de marées. L'important n'est pas de choisir un trait de côte car tous ont leur intérêt, l'important est de disposer associés aux données numériques des bonnes définitions et de savoir sur quel référentiel s'appuient ces définitions La spécificité des cartes marines l faut avoir à l'esprit que les cartes marines sont constituées en vue de sécuriser la navigation. Sur le milieu maritime, la conduite des levées et leur exploitation privilégie la représentation des bas fonds et des axes de navigation car l'objectif est la sécurité non la cartographie exhaustive de la profondeur. l est aussi indispensable d'obtenir des informations sur la façon dont ces cartes ont été acquises et traitées., en particulier pour les cartes anciennes réalisées avec des moyens moins performants qu'aujourd'hui (les différences de profondeurs du fait des méthodes de mesure peuvent atteindre plusieurs dizaines de cm). Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre

37 Page: 10sur Les données disponibles à OELMJENR OELM/ENR dispose d'un catalogue sous Excel des données intégrées au SG. Ce catalogue contient les champs suivants Thème Nom de la donnée Etat d'avancement Support origine Organisme(s) origine(s) Nature des données Détails des champs Propriété Couverture géographique Echelle Date origine Mise A Jour Nom fichier Ce catalogue ne précise pas le fond de référence, le système de projection ou le type de coordonnées utilisées, néanmoins il précise l'échelle de constitution. Les données actuellement disponibles concernent quasi exclusivement le milieu terrestre. Théoriquement, les données présentes sont toutes dans le même référentiel (GN Lambert zone 1), pratiquement, on constate des décalages de positionnement entre ces données Les sources de non-cohérence Les décalages peuvent être liés: Au fond de référence utilisé pour leur constitution Pour les données constituées sur fond de référence (exemple de fond de référence : fonds scannés GN, photographies aériennes) il est nécessaire de connaître le fond de référence d'origine (projection, échelle, coordonnées) et le mode de saisie (digitalisation, scannage, vectorisation..). Au mode d'intégration Pour les données numérisées par OELM/ENR : connaître le mode de saisie (digitalisation table ou écran, tableur géoréférencé, scan, vectorisation de données raster..). Pour les données numériques intégrées : connaître le référentiel d'origine, le mode de saisie d'origine, et s'il a eu changement de format et de projection (avec quel outil et quel précision). Par exemple : Les outils de changement de projection disponibles sous Arc/nfo v7 et antérieur et Arcview v3.1 fournissent des résultats avec une erreur de, quelques mètres (10 à 20 m) ce qui est sans conséquence au è mais important au eme. Par exemple : Le passage du Lambert 2 étendu au Lambert 1 réalisé par simple suppression de l'unité des Millions sur les y induit une erreur de quelques mètres. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

38 Page : 11 sur 30 A la précision du référentiel utilisé La précision du référentiel utilisé détermine en grande partie la précision des données. l est logique de trouver des décalages entre des données constituées sur des référentiels au et d'autres constituées au 1/ REMARQUE: Les décalages ponctuels constatés à OELM/ENR de plusieurs dizaines de mètres (10 à 60 mètres) entre les fonds scannés GN 1/25000 et la BD Carto sont liés à la différence de précision entre les deux données. Néanmoins ce décalage pouvant dépasser sur certains secteurs 80 à 100 mètres, il est impératif de déterminer avec certitude son origine. En effet actuellement du fait de ce décalage, certaines combinaisons spatiales ne sont pas réalisables localement. l est conseillé d'obtenir de l'gn les raisons de ces distorsions ponctuellement importantes Les données liées au référentiel BDCarto (1/50 000ème) Concernent toutes les données géoréférencées sur support de référence BDCarto ou sous tableur présentant une possibilité de lien avec un découpage administratif (nom commune, numéro NSEE) qui peuvent être représentées spatialement avec les géo-caractéristiques de la BD Carto. Caractéristique. systèmes de référence Nouvelle Triangulation de la France (NTF) Point fondamental : Croix du Panthéon Ellipsoïde de référence: Clarke 1880 GN. Projection cartographique : Lambert Zone Echelle: Précision: erreur quadratique moyenne de l'ordre de 20 mètres (ponctuellement supérieure) Actuellement une dizaine de shapefiles vecteurs et une centaine de tables sont concernés Les données liées au référentiel des fonds scannés GN 1/25 000ème Toutes les données saisies sur le fond de référence GN au 1/25000 (dans le respect des règles de digitalisation) peuvent être représentées spatialement avec les géo-caractéristiques des fonds scannés. Caractéristique systèmes de référence Nouvelle Triangulation de la France (NTF) Point fondamental : Croix du Panthéon Ellipsoïde de référence: Clarke 1880 GN Projection cartographique : Lambert Zone Echelle: 1/25000 Précision: erreur quadratique moyenne de l'ordre de 10 mètres (ponctuellement supérieure) ATTENTON : les objets sont dessinés sur des cartes donc, leur localisation est altérée par l'emploi de signes et symboles conventionnels. La grande majorité des données spatiales (shapefiles ou couvertures Arc/nfo) sont disponibles à l'échelle du 1/25000 en projection Lambert zone 1 donc à priori compatibles géographiquement. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

39 Page: l2 sur 3O Les données de précision supérieure Nom de la donnée Support Organisme(s) Nature des Détails des champs Couverture Echelle i origine origine(s) données géographique Captage d'eau potable Fichiers lagence de Données Nom com, num point, code Mission littorale (de nappe, de surface, à numériques l'eau Artois ponctuelles BRGM, Coord de l'agence de - destination agri, ind, Picardie Lambertl,Nom exploitant, l'eau Artoiscomm) (Mission Volume m3, type de Picardie littorale) prélèvement, destination, type point Travaux Photos GN - Thèse Fichiers Rive Nord Baie 1/5 000 photogrammétriques aériennes de C. DXF d'authie en Baie d'authie papier (GN) Debroniak Occupation du Sol- fichiers CETE Données Nature de l'occupation du sol Littoral NPDC nventaire Permanent numériques Normandie- surfaciques (>40 typo) du Littoral (Arcinfo) Centre Les données sont disponibles dans le référentiel GN (projection Lambert zonel) donc théoriquement exploitables avec les données au référencées sur les scans 1/25000 ou BDCarto Les données PL (CETE) sont constitués à partir de travaux sur photographies aériennes puis recalées géographiquement par prises de points d'appui géoréférencés Les données sur le milieu marin Nom de la donnée Support Organisme(s) Nature des Détails des champs Couverture Echelle origine origine(s) données géographiqu e Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

40 Page :13 sur 30 Bathiétrie Fichiers SHOM Données? Littoral 1/ numériques surfaciques Nord-Pas de Calais, Mer du Nord l s'agit de shapefile digitalisés au 1/ sur des cartes marines du SHOM (lesquelles?) et mis en projection Lambert zone 1 (comment?) comprenant des polygones de niveau de profondeur (Oà 10 mètres, O à 50 mètres,...). nformation utilisée pour la réalisation de l'atlas. Nom de la donnée Support Organisme(s) Nature des Détails des champs Couverture Echelle origine origine() données geographiqu e Formations Fichiers FREMER Données nature des sédiments Littoral Nord-Pas de 1/ superficielles marines numériques surfaciques Calais, Mer du Nord (Arcinfo) La donnée concernant les formations superficielles a été mise à disposition par la Région, elle a été réalisée en collaboration avec 1'FREMER, fournie en projection Lambert zone 1. On ne connaît pas son mode de constitution et de géoréférencement. Nom de la donnée Support Organisme(s) Nature Détails des champs Echelle origine origine(s) des données Echouage de mammifères Fichiers CMNF/GMM Données ponctuelles 1/50000 marins numériques Observation des Fichiers CMNF/GMM Données ponctuelles mammifères marins numériques (dauphin bleu, commun, blobicéphale noir, large bec blanc, marsouin, phoque veau marin, phoque gris) Observations de Fichiers CMNF/GMM Données Numéro de point/libellé de zone/total mammifères marins numériques ponctuelles observations/période (par espèce) Aquaculture?? Données aucun surfaciques Flottille? Table? gisement de moule?? Données?? surfaciques Spot de surf Données Wind magazine Table num, nom, condition de glisse selon papier Type de navire et espèces données Affaires Table? pêchées papier imaritimes 1 orientation Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 ) )

41 Zone de rejet de dragage? Données aucun? surfaciques Zone intertidale de?? Données Type MP? mouillage surfaciques Travaux Photos GN - Thèse de Fichiers photogrammétriques en Baie aériennes C. Debroniak DXF d'authie papier (GN) Ouvrages de défense contre Données SMN et SMBC Données Num ouvrage, commune, type, nbre la mer N-PDC papier/flchie linéaires d'épis, nature, date de construction, rs type de protection, longueur numériques Patrimoine touristique marin Données Table Nom et n lnsee com, présence d'un du SMCO papier ports, fortifications, phare, navire, musée, autre mesures RNO sur les 4 ports Fichiers FREMER table mesure par point du Zn, Cu, Hg; Cd, numériques Attention, nous Pb, Pcb, DDD, DDT, n'avons pas le shape des points Page: l4 sur 3O réglementation des plages données? table commune, surveillance, interdiction papier de baignade, plan de balisage Concession de plages données? table commune, date de l'arrêté, date de papier début de concession, durée, renouvellement, taille du plan disponible De façon générale on ne dispose que de peu d'informations concernant le géoréférencement et la précision des quelques données disponibles sur le milieu marin. Seules les données dont l'origine et le mode de constitution et de référencement sont connus peuvent être intégrées en vue d'exploitation spatiale Les données photographies aériennes numériques OELM/ENR dispose d'une bases de données numériques le long du littoral constituée de photographies aériennes ortho-rectifiées. Caractéristiciues Données sources : tirage contact GN couleur au 1/ (1996), recouvrement 20% Scannage : précision 500 dpi Modèle Numérique de terrain utilisé pour ortho-rectification : celui de la BDCarto donc précision au ème Projection et coordonnées : Lambert zone 1 Taille du pixel résultat : 1,5 * 1,5 mètres Produits résultats: Une donnée mosaïquée sur l'ensemble du littoral Les données images ortho-rectifiées Remarque : d'après les informations fournies, il apparaît que l'image mosaïquée présente localement des déformations (déformations réalisées par le prestataire pour permettre l'assemblage des images individuelles). Les images individuelles doivent normalement être parfaitement cohérente avec la BDCarto. La méthode utilisée pour réalisée le recalage et la mise en projection Lambert zone 1 n'est pas explicitée. l serait souhaitable d'obtenir une évaluation des déformations liées à la non prise de points sur la partie maritime des photos aériennes. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 / /

42 Page: l5 sur 3O Les données issues de la cartographie du patrimoine naturel en cours de mise en oeuvre sur le territoire du Parc Naturel Régional du Boulonnais nformations présentes dans les CCTP Lot 1 et Lot 2 Lot 1 Annexe 3 : nventaire des habitats naturels Modalité : levées terrain report sur cartes et numérisation. Echelle de saisie: 1/10000ème Fond de référence : la BD Topo GN (projection Lambert zone 1, échelle 1/25000) Objets: surfaces, linéaires, points Lot 1 Annexe 4 : nventaire de la flore Modalité: levées terrain sur quadrillage de maille 250 m*250m Echelle de saisie: 1/25000ème Fond de référence : la BD Topo GN (projection Lambert zone 1, échelle 1/25000) Objets : maillage des espèces végétale Lot 2 : Annexe 2 : nventaire des amphibiens Modalité : levées terrain report de points sur fond de référence au 1/25000ème Fond de référence : la BD Topo GN (projection Lambert zone 1, échelle 1/25000) Objets: points, coordonnées précises en grades Lot 2 Annexe 2 : nventaire des reptiles Modalité: prospection de terrain report de points sur fond de référence four ni au maille (200m*200m) Fond de référence : la BD Topo GN (projection Lambert zone 1, échelle 1/25000) Objets: maillage et points, coordonnées précises en grades 1/25000ème sur Lot 2 ; Annexe 4 : nventaire des oiseaux Modalité : levées terrain sur quadrillage de maille 250m*250m sur fond au 1/25000 Echelle de saisie : 1/25000ème Fond de référence: la BD Topo GN (projection Lambert zone 1, échelle 1/25000) Objets : maillage Lot 2 ; Annexe 4 : nventaire des chiroptères Modalité : levées terrain sur fond au 1/25000 Echelle de saisie: 1/25000ème Fond de référence : la BD Topo GN (projection Lambert zone 1, échelle 1/25000) Objets : points Autre carte : carte synthèse sur fond GN pour mammifères sur quadrillage 500 m*500m Cohérence géographique Les informations d'ordre surfaciques et linéaires sont systématiquement digitalisées sur les relevés terrain effectués sur le fond de référence BDTopo Cohérence.doc ) ntégration cohérente des données Octobre 1999

43 Page 16 sur 30 Les points sont reportés dans des bases de données avec leur coordonnées géographiques en grades. Les informations issues du programme de cartographie du patrimoine naturel en cours sur le PNR du Boulonnais seront toutes constituées sur la base du fond de référence ON BD TOPO (projection Lambert zone l, échelle 1/25000, précision métrique). Ces données seront cohérentes avec les fonds scannées de référence ON au 1/25000 mais avec une précision supérieure. / Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999

44 Page: l7 sur 3O 5 - La coherence altimétrique le niveau zero La problématique Le niveau zéro du géographe -.zéro des altitudes Le zéro altimétrique des cartes en France a été indiqué seulement au tout début de ce siècle. Ce zéro a pu être mentionné grâce à l'établissement d'un marégraphe à Marseille. Ce marégraphe totalisateur a enregistré en permanence du 3 février 1885 au 1 janvier 1897 les variations du niveau de la mer Méditerranée. Un niveau moyen a été défini et le zéro des cartes correspond à cette surface de référence. Par la suite, une décision ministérielle fixa en 1860 l'origine des altitudes au niveau moyen de la Méditerranée à Marseille, défini par le trait 0.40 m de l'échelle de marée du Fort Saint- Jean Finalement, en 1897, le Comité du nivellement général de la France définissait le "niveau zéro" ou "niveau de la mer", à partir duquel fut ensuite construite la carte altimétrique complète du pays. L'origine du réseau français NGF (Nivellement Général de France) est donc le niveau moyen de la mer observé à Marseille. Ce réseau est ensuite extrapolé par mesure de nivellement de proche en proche, recalé sur les observations marégraphiques Le niveau zéro de l'hydrographe - zéro des profondeurs Le niveau zéro représenté sur les cartes marines du SHOM correspond au niveau des plus basses mers de vive eau, (coefficient de marée 120, observées lors de la conjonction optimale Terre-Lune). le souci premier d'un service hydrographique est la sécurité de la navigation. Le zéro marin est donc conventionnellement choisi «un peu en dessous» des plus basses mers astronomiques. Ceci est laissé à l'appréciation des ingénieurs et il peut donc varier d'un site à l'autre de quelques-uns à plusieurs dizaines de cm. Remarque : le «un peu en dessous» est apprécié différemment d'un pays à l'autre. l est quasi nul en Grande Bretagne et de l'ordre de -50 cm en Hollande. Sur les cartes GN., le zéro des cartes marines (ou bathymétrique) est représenté (ligne bleue chiffrée «0»). Ce zéro marin situé au-dessous du zéro terrestre a été reporté par 1'GN d'après les indications fournies par le SHOM. Ces deux niveaux correspondent à deux éléments différents il n'y a aucune relation linéaire entre la référence «niveau zéro» terrestre (altitude zéro sur terre) et la référence «niveau zéro» maritime (profondeur zéro sur mer). Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 )

45 Page :l8 sur 3O u Réaliser la cohérence altimétrique Si on souhaite pouvoir réaliser un modèle numérique de terrain incluant le milieu terrestre, l'estran et le milieu maritime, l est nécessaire de réaliser un lien entre les données altimétriques terrestres et les données bathymétriques maritimes. La distance et la différence d'altitude entre les deux niveaux varient le long du littoral (dans les deux cas il s'agit d'une ligne «immatérielle» modélisée de proche en proche à partir de points de référence). La cohérence altimétrique ne peut être réalisée avec précision que localement à partir de données relevées dans les ports. Les positions du niveau zéro bathymétrique et du niveau zéro altimétrique sont connues avec précision. On peut alors évaluer la distance et le dénivelé existant entre les deux zéros «locaux». On peut alors construire un modèle numérique de terrain des altitudes incluant terre-mer-interface en retranchant un facteur de X mètres à la bathymétrie. Cette méthode peut être généralisée le long du littoral entre deux ports en procédant par interpolation de proche en proche. Plus les ports sont éloignés et/ou plus la zone côtière présente des dénivelés variés plus le modèle résultant sera faussé. Un exemple de cette méthode et du mode de calcul de l'interpolation entre deux ports est présenté dans la thèse de Ywan LE BERRE (UBO, Laboratoire Géosystèmes). Des travaux de mise en cohérence altimétrique équivalents ont déjà été réalisés à 1'FREMER pour des études locales (Notamment par M. Attilio FRANCOS de 1'FREMER BREST). Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 / /

46 Page: l9 sur 3O 6 - Recommandations Par principe, l'utilisation conjointe et cohérente de bases de données dans un SG suppose que les données soient disponibles dans un même système de projection et qu'elles soient d'échelles de saisie comparables. Dans le cas du SG d'oelm/enr (multi-sources, multithèmes, multi-usages, etc...) il ne nous semble pas opportun de «figer» en entrée le choix d'un seul système de référence (une seule projection, une seule échelle...). Au contraire, il faut pouvoir selon les applications envisagées (quel objectif, quel destinataire) choisir la solution la plus adaptée et la plus performante en terme de résultat. 6.1 Préconisations générales l - ntégrer le plus possible les données d'origine (sources) dans leur géoreférencement d'origine. - Pour la saisie de nouvelles données, utiliser, créer ou définir le ou les fonds de 2référence adéquats par milieu et par précision nécessaire. Ces fonds pourront alors être réutilisés.defaçon systé matique pour l'acquisition de données ou la mise à jour ce qui garantie localement une bonne cohérence géographique des informations. 3 - Faire le choix du refé rentiel par application et non de façon globale. 6.2 Organisation de l'outil SG d'oelm/enr. Un noyau central Une zone de stockage des données d'origine conservant la projection et la précision d'origine associée à un descriptif détaillé des caractéristiques géographiques et sémantiques des données. Des utilitaires de changement de projection pour les données vecteurs et les données rasters, permettant les transformations dans un sens ou dans l'autre: UTM / Lambert zonel/ longitude, latitude / WGS84 (GPS). L'utilisation de tels utilitaires impliquant le renseignement préalable des données de géoréférencement (aucune donnée n'est encore géo-renseignée dans le SG à ce jour). Des applications périphériques comprenant Une zone de stockage des données selon le modèle de données adapté aux objectifs de l'application considérée.. Choix d'un référentiel de projection, Choix d'un degré de précision. Choix d'une échelle de travail et de représentation des données, Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

47 Page :2O sur 3O Les facteurs déterminant ces choix sont multiples : spécificités du projet, les partenaires du projet, les destinataires du projet, les données disponibles Orientations pour l'intégration de données Sur le milieu terrestre l semble opportun de continuer ce qui a été initié, c'est à dire : Privilégier l'acquisition de données ou le mode de saisies sur fond de référence terrestre en projection Lambert zone 1,. échelle l/25000eme, précision décamétrique (fonds scannées GN) ou précision métrique (fond BD TOPO GN). Sur l'estran On se situe à la limite des produits GN, ce qui rend parfois difficile l'utilisation des fonds scannées comme fonds de référence. Une solution possible serait l'utilisation de photographies aériennes scannées et ortho-rectifiées dans le référentiel Lambert zone 1 ou dans le référentiel UTM. Cela permettrai de créer un fond de référence sur l'estran à partir duquel on pourrait localiser et saisir des couches thématiques (précision de 1/10000 au 1/30000 selon la prise de vue et la précision du scannage ou du MNT d'orhtorectification). Sur le milieu maritime Privilégier pour la réalisation de couches vecteurs, l'acquisition à partir des données sources du SHOM (les minutes des relevés bathymétrique,liste et coordonnées des épaves, les prises de vues aériennes) et des données sources FREMER. Les travaux actuellement en cours (numérisation des - cartes marines, création des cartes électroniques de navigation...) devraient à court terme prmettre l'accès à des bases de données vecteurs standardisées. Pour l'instant, la seule possibilité d'acquisition de coordonnées pour cartographier, des thématiques diverses sur le milieu marin est le système DGPS (précision décamétrique), dans le référentiel WGS84 ou en coordonnées géographiques latitude, longitude. 6.4 La cohérence altimétrique l n'y a pas de cohérence globale possible entre le niveau zéro altimétrique de référence de 1'GN (altitude) et le niveau zéro bathymétrique (profondeur) du SHOM. Localement (ports), il est possible de d'évaluer le dénivelé existant entre ces deux limites de façon à construire un modèle numérique de terrain du milieu terrestre au milieu maritime. Le niveau de référence des altitudes est par définition celui de l'gn. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

48 Page : 21 sur 30 Annexe 1 Liste et caracteristiques des données 1GN disponibles - Les bases de données GN sont issues de la numérisation de données saisies sur divers documents (photographies aériennes, images satellitales, cartes) ou collectées sur le terrain en vue d'être exploitées par des logiciels de calcul et d'architecture de projets aux applications multiples (urbanisme, environnement, gestion des risques, transports...). Concernant les Systèmes de Référence des données GN (se rapporter au document concernant les projections et les coordonnées pour de plus amples informations) Le canevas géodésique traditionnel, appelé "Nouvelle Triangulation de la France" (NTF), comporte points. Grâce aux outils de localisation par satellite (GPS), un nouveau canevas, le "Réseau Géodésique Francais" (RGfl. beaucoun nlus nrécis aue la NTF. a été établi. Le canevas national de nivellement comprend environ repères dont l'altitude est mesurée au millimètre près, en référence au niveau moyen de la mer, repéré au marégraphe de Marseille. Depuis le 1er mars 1999, les cartes de randonnées (série bleue et TOP 25 uniquement) nouvellement éditées ou rééditées sont pourvues du canevas RGF ainsi que d'un quadrillage kilométrique UTM / WGS84 permettant d'établir un lien réciproque entre la carte et le GPS. Géo-caractéristiques des produits numériques disponibles actuellement: Planimétrie: systèmes de référence Nouvelle Triangulation de la France (NTF). point fondamental : Croix du Panthéon ellipsoïde de référence: Clarke 1880 GN Projection cartographique : Lambert Zone (,, ou V) - Altitude: nivellement général de la France "réseau GN 1969", BD CARTO La base de données cartographiques BD CARTO, est la première base de données de l'gn dont la couverture nationale est achevée. Elle est une description sous forme numérique du territoire pour des échelles allant du 1: au 1: Sa précision décamétrigue, et l'information complète et structurée qu'elle présente, lui confèrent un rôle de référentiel national ' homogène, adapté aux besoins des utilisateurs d'information géographique à l'échelle nationale, régionale ou départementale. Elle comporte sept thèmes (routes, voies ferrées, cours d'eau, unités administratives, habillage, toponymie, équipements) et peut être mise à disposition dans un découpage quelconque et sous structures et formats différents. Cohérence.doc ntégration cohérénte des données Octobre 1999

49 BD ALT Page 22 sur 30 La BD ALT est disponible sur la totalité du territoire français (France métropolitaine et DOM/TOM). Elle est constituée de fichiers vecteurs issus de la numérisation de l'ensemble des courbes de niveau (d'équidistance 5 à 40 m), saisies sur des cartes au 1: , au 1: , et à partir de prises de vues aériennes sur les massifs montagneux. Le but est d'assurer au mieux une modélisation du terrain en facettes de 3" d'arc (75 m environ). BD TOPO. La BD TOPO est une base de données d'informations géographiques, correspondant globalement au contenu traditionnel de la carte au 1 : avec une précision notablement supérieure. Elle est destinée à couvrir l'ensemble du territoire métropolitain et les départements d'outre-mer. En décrivant de manière exhaustive l'occupation du sol et la morphologie (réseaux routiers et ferrés, bâti, végétation, hydrographie, relief, limites administratives, etc.), la BD TOPO se veut être le référentiel topographique de base pour toutes les applications d'aménagement et de gestion de l'espace, de l'échelle de 1 a commune à celle du département. La base de données topographiques (BD TOPO ), est la base de données nationale la plus complète et la plus précise. La source géométrique principale est une saisie photogrammétrique: des compléments, issus de levés sur le terrain, concernent les zones masquées sur les photographies aériennes ou non identifiées. Processus de saisie prises de vues aériennes avec GPS embarqué, stéréopréparation et aérotriangulation, restitution photogrammétrique, complètement sur le terrain, numérisation du complètement, contrôle des données, structuration et mise au format. Ce processus s'étend sur deux années calendaires, le délai entre prise de vues et données finales est compris entre 18 et 30 mois. Les objets physiques sont saisis en coordonnées tridimensionnelles avec une précision de l'ordre du mètre ce qui permet de produire, outre la carte de base au 1 : , des plans réguliers au 1: et des plans d'étude au 1: Les objets topographiques sont à leur place ; contrairement à une carte à l'échelle du 1: , leur localisation n'est pas altérée par l'emploi de signes conventionnels, ni par un processus de rédaction cartographique basé sur des dessins successifs. La précision des données de la BD TOPO de l'ordre du mètre sur les objets bien identifiés, est donc bien supérieure à celle de la carte de base à l'échelle du 1: bien que les deux apparaissent voisines en terme de contenu. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

50 Page :23 sur 30 Au 1juin 1999, la BD TOPO est disponible sur: 20,3 % de la surface du territoire, ce qui représente 56 % de la population la BD TOPO est en cours de réalisation sur : 27,2 % de la surface du territoire, ce qui représente 64 % de la population GEOROUTE décrit le réseau routier ouvert à la circulation automobile en milieu urbain avec une précision de 5 à 10 mètres. Elle s'appuie sur l'information de la BD TOPO et des cartes au 1 : , complétée par des renseignements utiles à la conduite : nom dés voies, adresses postales aux carrefours, restrictions de circulation, logique de communication. 1 ROUTE 500 Dérivée de la BD CARTO, ROUTE 5000 comporte tout le réseau routier classé du territoire, soit environ km de routes, auquel viennent s'ajouter le réseau hydrographique, les limites administratives, les forêts, les surfaces d'eau et les zones urbanisées Les cartes Scannées Les fichiers scannés nommés SCAN 25, SCAN 50, SCAN 100, SCAN 2501D et SCAN 1000 sont des produits raster issus du scannage des cartes papier aux différentes échelles. Ces derniers rectifiés géométriquement et mosaïqués offrent à l'utilisateur un fond cartographique numérique fidèle à la représentation de la carte papier. Actuellement, ces produits sont disponibles sur toute la France, suivant un découpage administratif (département, région et France entière), excepté SCAN 50, livré par feuille. Les photographies aériennes numériques Toutes les prises de vues aériennes de l'gn peuvent être fournies sur support numérique. Les photos papiers sont scannées et soit rectifiées : géoréférencement par prise de ponts d'appui et correction polynomiale, précision décamétrique, sans correction des déformations liées au relief soit ortho-rectifiée : géoréférencement et ortho-rectification, implique l'utilisation d'un modèle numérique de terrain BDA1ti ou BDTopo, précision métrique. La précision du résultat dépend de l'échelle de prise de vue d'origine, du pas de scannage choisi, du type de rectification utilisé. Les données peuvent être fournies sous différents formats (TFF, EPS,JPG...). Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999

51 Page: 24 sur 30 Annexe 2 :Liste et Caractéristiques des données SHOM disponibles ou en cours de creation Les cartes marines les cartes marines papier sont réalisées sous la responsabilité du SHOM. Toutes les informations utiles pour la sécurité de navigation en surface ou au fond y sont reportées (bathymétrie, nature des fonds, signalisations et amers, ports et mouillage, zones d'exercices militaires, routes et chenaux...). Le droit international reconnaît ces cartes pour la diffusion des informations juridiques. Les cartes marines ne comprennent pas les limites administratives (limites de communes en mer, région maritime, limites transversales, limites des Affaires maritimes, limite de salure..). La description de ces limites sous forme textuelle demeure elle-même souvent éparse, incomplète géographiquement et quelquefois ambiguës. Ces cartes sont établies dans une optique de sécurité de la navigation (la cartographie de la bathymétrie par exemple «privilégie» les points hauts et le niveau zéro inclus généralement une marge de sécurité). Elles ne sont pas homogènes sur le littoral. Selon la localisation, elles sont d'échelles et de date de création et/ou de mise à jour différentes. On distingue Les cartes de navigation côtières disponibles à des échelles variées du au ème Les cartes d'approche disponibles à des échelles variées du 1/ au 1/ ème Les cartes d'approche des ports d'échelle supérieure au ème La carte électronique de navigation ENC et les systèmes de visualisation ECDS Définition Alors que les méthodes de collecte des données et d'élaboration des documents nautiques nécessaires à la sécurité de la navigation ont largement bénéficié des progrès continus de la technologie (notamment en informatique et en électronique) et d'un effort de normalisation internationale, la nature de ces documents (cartes marines, instructions nautiques, livres des feux, annuaires de marée, etc.) n'a guère changé après l'avènement au 19eme siècle de la cartographie traditionnelle dite moderne. C'est en 1985 qu'a débuté la concertation internationale en vue de définir une carte marine électronique destinée à être homologuée au même titre que les documents imprimés officiels cités dans la convention sur la sauvegarde de la vie en mer (SOLAS : 1974) de l'organisation Maritime nternationale (OM). L'ECDS (mode vecteur) est la version acceptée par l'organisation maritime internationale (OM) pour remplacer les cartes papier sur les navires astreints au respect des règles de la convention internationale sur la sauvegarde de la vie humaine en mer (SOLAS). Un ECDS comprend deux éléments principaux: Une "base de données", appelée carte électronique de navigation (ENC - Electronic Navigational Chart), qui contient sous une forme numérique adaptée toutes les informations géographiques nécessaires à la sécurité de la navigation. Cette base de données doit, comme les cartes papier, être tenue à jour, de préférence de manière automatique. L'équipement embarqué permettant de visualiser et d'exploiter automatiquement d'une part les informations cartographiques (ENC) et d'autre part les positions, cap et vitesse fournis en temps réel par les capteurs de navigation (récepteur de radionavigation, gyrocompas et loch). Cet équipement Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999

52 Page : 25 sur 30 doit aussi recevoir et exploiter les éléments de mise à jour de 'ENC. l assure automatiquement la gestion d'alarmes et d'indicateurs. Les fonctionnalités Contrairement aux systèmes à base de cartes raster, les ECDS disposent de fonctionnalités très riches assurant effectivement une plus grande sécurité et efficacité de la navigation. l est possible de n'afficher que les informations strictement suffisantes à son type de navigation. Ensuite l'utilisateur peut accéder par simple requête à l'information détaillée sur un objet de la base de données : caractéristiques d'un phare, réglementation d'une zone, qualité de l'information bathymétrique, Exemple de niveau d'information:.... _., Affichage de base e p..j çt- '-p p.. Affichage standard ' -: - _ MW Affichage complet Les ECS jr le Le sigle ECS désigne les systèmes de carte électronique non conformes aux spécifications internationales. Ceux-ci ont des fonctionnalités moindres et utilisent des données cartographiques incomplètes ou non validées par un service officiel. Ces données cartographiques sont souvent dans un format matriciel (raster) et sont rarement tenues à jour. De tels systèmes ne peuvent être utilisés que comme des aides à la navigation, en complément des cartes papier et aux risques et périls de l'usager. Compte tenu des délais nécessaires à la production des ENC et des risques liés à l'emploi généralisé d'ecs peu fiables, il a paru opportun de promouvoir un système intermédiaire utilisant une base de données cartographiques officielle et tenue à jour au format raster, appelé RCD (Raster Chart Display System). Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999

53 Page :26 sur 30 Production et diffusion des ENC Le premier obstacle à la mise en service des ECDS réside dans la production des ENC nécessaires. L'information cartographique présentée sur les cartes (imprimées ou numériques) est dérivée d'une documentation beaucoup plus volumineuse, contenant en particulier les levés hydrographiques. Pour établir les bases de données pour ECDS, il ne suffit pas de copier la carte imprimée, il faut pouvoir remonter aux sources en particulier pour compléter les données non explicitement figurées afin de pouvoir assurer le fonctionnement automatique des alarmes. En fait, il s'agit bien de réaliser le passage entre la connaissance du monde réel vers le produit adapté aux besoins nautiques que représente la carte. Le schéma adopté en 1994 par l'oh, retient la notion de base de données WEND (Worldwide Electronic Navigational chart Database), en distinguant d'une part la constitution et la tenue à jour des bases de données nationales, du ressort des services hydrographiques nationaux, et d'autre part la production et la diffusion de bases de données régionales (intégrant les bases nationales), confiées à des centres régionaux de coordination des ENC (RENC - Regional Electronic Navigational chart coordinating Centre). Le premier centre RENC est en cours d'établissement en Europe, sous l'impulsion initiale de la Norvège. Ce centre, baptisé RENC de l'europe du nord (RENC/NE), est cogéré depuis fin 1994 par la Norvège et le Royaume-Uni. l est chargé de constituer et de diffuser la base régionale de données couvrant la Balticiue, la mer du Nord et la Manche, en collaboration avec les services hydrographiques des pays riverains. Le SHOM a été, fin 1996, l'un des premiers signataires de l'accord formalisant cette coopération avec neuf autres services hydrographiques nationaux (Allemagne, Danemark, Finlande, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, Royaume-Uni et Suède). Le RENC/NE a démarré un service expérimental le 1" février 1999 et devait basculer en service opérationnel le 1e juillet Les données du SHOM, ainsi que celles des autres services nationaux coopérants, sont donc distribuées dès à présent par le RENCNE, via un réseau de distributeur en cours de constitution, sous la marque commerciale PRMARTM. La production au SHOM La stratégie de production du SHOM a été établie afin de satisfaire au plus tôt les besoins les plus importants en tenant compte de la situation le long des routes maritimes européennes probablement unique par son intensité et sa variabilité. l s'agit tout d'abord d'assurer la fourniture par le RENC/NE d'un service d'enc permettant la traversée longitudinale de la Manche. Cette zone, incluant le Pas-de-Calais, est sans nul doute l'une des plus encombrées au monde et un passage obligé pour de nombreux navires qui assurent le transport maritime si essentiel à l'économie européenne. Cette fréquentation se traduit ensuite sur les côtes françaises par la présence de plusieurs ports très importants dont il est nécessaire d'assurer au plus tôt l'accès par une couverture d'enc. La production des cartes raster RNC Une couverture mondiale en cartes raster officielles et tenues à jour (RNC - Raster Nautical Chart) est d'ores et déjà disponible, principalement avec le service ARCS (Admiralty Raster Chart Service) du service hydrographique britannique (UKHO). Ce service couvre les côtes françaises en application d'un accord technique SHOM/UKHO. En raison de ses moyens limités, le SHOM ne prévoit pas de développer une collection nationale de RNC. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

54 Page : 27 sur 30 En attendant la mise au point par la CE des prescriptions relatives aux équipements fonctionnant en mode RCDS et la promulgation par l'oh des normes cartographiques correspondantes, le SHOM recommande l'utilisation simultanée systématique de la carte papier. La production de cartes par des éditeurs privés Les cartographies complémentaires produites par des éditeurs privés pour alimenter des systèmes ECS sont généralement issues de la simple numérisation des cartes marines officielles. Même lorsque la numérisation et la commercialisation des données ont fait l'objet d'une convention avec les services producteurs des documents originaux, ceux-ci déclinent toute responsabilité quant à la qualité des informations retenues et à leur tenue à jour. Un avertissement destiné aux usagers, précisant ces réserves ainsi que les références de l'autorisation de reproduction, doit être affiché à la mise en route de tout système utilisant des données autorisées mais non homologuées. Un ECDS utilisant une cartographie "privée "dans une zone non couverte par des ENC ou des RNC devient implicitement un ECS. NFORMATONS PRATQUES Des planches spécifiques à la couverture en ENC du SHOM ont été intégrées dans le Catalogue des cartes marines et ouvrages nautiques ", à jour du 1er mars 1999 Jusqu'à la mise en place complète du réseau de distribution, les compagnies maritimes et les navigateurs adresseront directement leurs demandes à PRMARTM : PRMAR Lervigsveien, 32P.O. Box6O N-4001 Stavanger Norway Tel : Fax : / ntégration cohérente des données Octobre 1999

55 Page :28 sur 30 Le projet AVD Added Value nformation Dissemination from hydrographic data sets Le projet AVD s'inscrit dans le cadre du programme européen NFO 2000 (DG X-E) qui a pour objectif de faciliter l'accès aux données du secteur public et de favoriser l'industrie du multimédia. Ce projet de recherche concerne les informations contenues dans les bases de données des services hydrographiques européens. associe trois services hydrographiques : portugais, allemand et français ; et cinq sociétés privées de différents pays de la Communauté européenne : Matra S& (pilote du projet), Artec Group, Consultoria Garcia-Olaya, HR Wallingford et SevenCs. Son but est d'étudier les problèmes liés à la diffusion de ces données : intérêt, format, aspects légaux, tarification; et de mettre en place sur nternet un serveur expérimental de données, qui sera testé par des utilisateurs potentiels. Ces données concernent : la bathymétrie, la topographie côtière et portuaire, les photographies verticales et obliques, les restitutions d'images spatiales, la sédimentologie, la marée, les courants, les zones réglementées, les épaves et obstructions, les amers, le balisage, la géodésie, les fonds de cartes au format vecteur. Le serveur permettra à l'utilisateur de trouver, concentrées en un seul endroit, les informations qui lui sont utiles, sans limitation de frontières dans la Communauté européenne, et à des conditions plus homogènes. l permettra éventuellement des liens avec d'autres serveurs spécialisés. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

56 Page :29 sur 30 Annexe3 : Les donnees satellitales commercialisées par SPOT, MAGE SPOT View Spatiocartes numériques correspondant à la grille GN au 1: de la série Orange. SPOTView France a été conçu conjointement par Spot mage et l'nstitut Géographique National. Les images satellitaires Spot étant ortho-rectifiées à l'aide de la base de données altimétrique de l'gn, les informations sont compatibles avec la base de données BD CARTO de l'gn. Vous pouvez ainsi combiner les informations de la base de données GN avec les informations Spot et les rassembler dans un SG. SPOTView France Réseaux est un SPOTView France renseigné à l'aide d'une couche vectorielle représentant les réseaux. Quelques 550 mesures ont été prises à des croisements de routes ou aux confluents de rivières lors d'études statistiques nationales pour vérifier la qualité des informations. En France, la précision des couches d'informations SPOTView et BD CARTO est de 50 m (eqm). Pour des points relevés avec précision le long des routes, des voies de chemin de fer et des cours d'eau, la précision est généralement supérieure à 30 m. 3D-SPOT View Un Modèle Numérique de Terrain (MNT) intégré à un produit SPOTView permet de bénéficier du grand nombre de couples d'images stéréoscopiques Spot archivées. Ces produits sont dérivés d'une paire d'images stéréoscopiques (StereoSPOT) de la même zone acquises sous différents angles. En les combinant, on obtient un MNT. En intégrant le MNT à des données SPOTView BASC, les utilisateurs disposent d'un fond d'image cartographique encore plus précis grâces aux données altimétriques, utilisables dans des Systèmes d'informations Géographiques (SG) ou avec de petits systèmes informatiques utilisés en cartographie. Produit SPOTView Panchro :Pour un couple d'images stéréoscopiques Spot panchromatiques: Précision planimétrique: 10 à 12 m Précision altimétrique : 7 à li m MNT : maillage 20 x 20 m Produit SPOT View BASC Ortho : échantillonnage 10 m Pour un couple d'images stéréoscopiques Spot multispectrales Précision planimétrique: 18 à 20 m Précision altimétrique : 12 à 18 m Erreur maximale: 30 à 140 m MNT maillage 40 x 40 m Précision absolue : Valeur planimétrique type : un demi-millimètre multiplié par l'échelle de la carte utilisée pour le calage du MNT. Les produits RADARSAT Spot mage propose une large gamme de produits RADARSAT. Ces produits complètent les images Spot en fournissant des données qui ne peuvent être acquises par des capteurs optiques Le SAR de RADARSAT est un instrument hyperfréquence très performant qui peut émettre et recevoir des signaux lui permettant de "voir" malgré les nuages, le brouillard, la fumée et l'obséurité. Le satellite fournit des images de la Terre d'excellente qualité, à tout moment et quelles que soient les conditions atmosphériques. Fonctionnant dans la bande C, le SAR de RADARSAT peut orienter son faisceau de manière à couvrir une plage de 500 km. Différents modes de faisceaux permettent de balayer des largeurs de couloir variant entre 35 km et 500 km, avec une résolution se entre 10 m et 100 m selon la largeur du couloir. Mode du faisceau 1 Résolution anoroximative (m) 1 Surface nominale (km) Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

57 Page : 30 sur 30 Haute résolution x 50 Standard x 100 Grand angle x 165 à 130 x 130 ScanSARétroit x300 ScanSAR grand angle x500 Prolongé (grande incidence) x 75 Prolongé (faible incidence) x 170 Les produits ERS Les satellites ERS de l'agence Spatiale Européenne (ESA) transportent des instruments hyperfréquences performants qui permettent d'effectuer des mesures et des prises de vue quelles que soient la couverture nuageuse ou les conditions d'éclairement. Les produits ERS complètent ainsi les images Spot en fournissant des données dans les régions où les conditions telles que la couverture nuageuse, le brouillard, la fumée ou l'obscurité ne permettent pas l'observation au moyen de capteurs optiques. SAR SLC : image "1 vue" en données complexes mage générée en "1 vue", codée en données complexes (amplitude, phase), mage en projection: "Siant Range", Taille du pixel : 7,9 m en distance (perpendiculaire à la trace) et 4 m en azimut (le long de la trace), SLC scène entière: 100 km x 100 km, SLCQ quart de scène : 50 km x 50 km. SAR PR : image de précision mage "3 vues", de l'amplitude, corrigée radiométriquement et calibrée, mage en projection: "Ground Range" sur l'ellipsoïde terrestre, Couverture au sol: 100 km x 100 km, Résolution au sol : 25 m en distance (perpendiculaire à la trace) au centre de visée, et 22 m en azimut (le long de la trace), Taille du pixel: 12,5 m en distance et en azimut. SAR GEC : image géocodée mage "3 vues", de l'amplitude, corrigée radiométriquement, mage géocodée sans points d'appui au sol, sur une projection cartographique, projection UTM uniquement pour les latitudes entre -80 et + 84 et projection UPS aux latitudes plus élevées. Couverture: 100 km x 100 km, Résolution au sol : 25 m en ligne au centre de visée et 22 m en colonne, Taille du pixel: 12,5 m en ligne et colonne. Cohérence.doc ntégration cohérente des données Octobre 1999 /

58 GEOREFERENCE 10 avenue de l'europe RAMONVLLE STAGNE Tél. : Fax: Georeference@wanadoo.fr ETUDE DE FASABLTE D'UN OUTL DU SUV DU PATRMONE NATUREL TERRESTRE ET MARN UNFCATON DES DONNEES DES DOMANES TERRESTRE ET MARN Unification.doc GEOREFERENCE ENR - octobre 1999 page /

59 Coordonnées géographiques NTF déduites: N 1534' 1[w04cY 4. Précautions d'utilisation 4.1 La description des données Comme cela a été vu auparavant ainsi que dans le document expliquant les principes généraux des projections cartographiques, le nombre de paramètres entrant en compte dans leur définition est important. Ces paramètres sont par ailleurs essentiels pour connaître la projection utilisée pour fabriquer des données. S'ils ne sont pas connus, toute tentative de changement de projection s'avérera difficile à mettre en oeuvre. Au mieux, cela donnera lieu à des approximations, au pire à des résultats complètement erronés. Dans un système d'informations géographiques comportant des données liées à des projections cartographiques différentes, il est donc très important de compléter la description des données par la totalité des paramètres de projection utilisés. C'est le seul moyen de parvenir ensuite à une conversion propre de ces données dans une autre projection. 4.2 La constitution des données Lorsqu'on change la projection de certaines données (cela est surtout vrai lors du passage de données stockées en longitude / latitude vers un système de projection non planaire, pour des données linéaires ou polygonales), il faut faire attention à la «densité» d'informations constituant les données géographiques. En effet, les outils de changement de projection des SG travaillent pour la plupart d'entre-eux en transformant les coordonnées des points constituant les lignes puis en reconstituant les traits. Le cas extrême est celui d'une information d'origine sous forme d'une droite (constitué par deux points intermédiaires). Sans précautions complémentaires, l'information projetée sera toujours une droite (deux points projetés), ce qui sera faux. l faut donc dans ce cas procéder à une opération de «densification» de l'information d'origine (ajouter des points intermédiaires). l est donc nécessaire d'avoir une bonne connaissance du contenu réel des données avant d'effectuer des opérations de projection cartographique. Les méta-données d'accompagnement devront donc également inclure des informations de ce type (méthode de constitution, densité d'information...). / Unification.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 11 /

60 SOMMARE 1. NTRODUCTON OBJECTFS CADRE GENERAL 3 2. LES OUTLS PROPOSES PAR ARC VEW ARCVEW EXTENSON PROJECTOR ARCVEW EXTENSON DATUM CONVERTOR ARCVEW LMTATONS 7 3. AUTRES LOGCELS DE CHANGEMENT DE PROJECTON CARTOLB MODULE GE0LB DE GEOMAGE OUTL NTERNE FREMER POUR ARCVJEw CONVERSON NTF / LAMBERT PRECAUTONS D'UTLSATON LA DESCRPTON DES DONNEES 11 4;2 LA CONSTTUTON DES DONNEES 11 "Unification.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 2

61 UNFCATON DES DONNEES DES DOMANES TERRESTRE ET MARN ntroduction 1.1 objectifs Cette phase nous permettra de mettre en évidence les moyens existant à utiliser ou à adapter, ou les nouveaux à mettre en oeuvre pour permettre d'unifier les différentes données répertoriées dans la phase précédente, pour en autoriser une circulation facile entre partenaires. Nous examinerons donc les possibilités de transformation des différentes données existantes en vue de leur unification au sein d'un système cohérent. 1.2 Cadre général Dans cette optique de résultats, nous étudierons les possibilités offertes par ArcView (logiciel SG dont est équipé l'enroelm) ainsi que diverses autres solutions pouvant d'intégrer dans ce SG. \ / Unificatiori.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 3

62 tlnification.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page Les outils propo! sés,par ArcView 2.1 Arc View extension Projector Le premier outil de transformation que nous allons étudier est celui proposé par l'extension Proj ector d'arcview 3. 1, associé au fichier default.prj diffusé par Esri France, qui intègre les paramètres des systèmes Lambert. Rappelons, comme cela a été écrit dans le document de l'étude relatif aux données utilisables, que le système de projection le plus utilisé en France Métropolitaine est le système de projection LAMBERT qui est une représentation plane et conforme de l'ellipsoïde. Le territoire est divisé en quatre zones de largeur 3.6 (4 grades) correspondant entre autres aux systèmes: Lambert (Zone Nord). Lambert (Zone Centre) Lambert (Zone Sud) Lambert V (Corse) Erreur! Signet non défini. - Lndjrt r- wcco Lamb ert r- EcCCC'r 1 DD cœ '--. - LambettWj Les zones successives représentent un recouvrement de 0.9. Le méridien origine est celui de l'observatoire de Paris et les calculs sont effectués sur l'ellipsoïde de Clarke La projection Lambert étendue est une projection tangente avec l'ellipsoïde de référence définie en vue de son utilisation sur l'ensemble du territoire français. Les constantes numériques fondamentales du système Lambert français Topo pour les zones,,, V et Lambert. étendue sont regroupées dans le tableau ci-dessous: en rouge les valeurs en Degré-Minutes-Secondes pour ARC/ll'JFO en bleu les valeurs en Degré décimaux pour ARC VEW Pour le Lambert français Carto, les valeurs sont les mêmes sauf pour la Constante en Y, à laquelle il faut soustraire

63 Lambert Lambert l Lambert Lambert V Lambert l étendue 10 parallèle '54" " '57" ' '56'. 11 standard 48, , , parallèle ' '45" " l'45".65 standard 50, , , , Méridien 'l '14" " '14" >2014'l.025 4".025 central 2, , , , , Latitude b00t 'OO" 'OO" '54" " Projection 49,5 46,8 44,1 42,165 46,8 Origine Constante en X(m) (false easting) Constante en Y(m) (false northing) Dans sa version standard, ArcView permet de projeter des données exprimées en longitude / latitude vers un autre système de projection. Avec l'extension Projector, il est possible de passer d'un système de projection quelconque à un autre. Si le fichier default.prj «français» est chargé, les systèmes Lambert sont reconnus par ArcView. Les propriétés de projection sont liées à une vue, et non pas à un fichier Shape. Projection Properties (t', Standard rj Cu -nom OK Cancel Category: Projectians françases Type: 1mbert tendu Projec Sphen Centra Refen Stand; Stand; 'S Fae Fae Lambert tendu Lambert Lambert Lambert V Lambert Grand Champ f / Unification.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 5

64 Standard Custm OK Category... Type: 1 Lambert tendu Cancel t Jj} Projection Lambert Confomial Conie Spheroid Clarke 1880 Central Mendian e-266 Reference Latitude Standard Parafe! Standard Parafe! False Easting Faite Northing C) Standard Custorri P 0K r Projection 1icator Spheroid: Centrai V Latitude o Faite Eas Faite Noi Sphere Clarke 1866 Clarke 1880 Everest ORS 80 nternational fr Cancei j E Sphere WOS 72 W0S84 - L nil9cation.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 6

65 2.2 ArcView Extension Datum Convertor Cette extension permet de procéder à un changement de datum. l faut l'utiliser lorsque les données à intégrer n'ont pas été créées dans le même référentiel global. A ce propos, il peut être utile de rappeler ici le schéma optimal de changement de projection: Projection Nouvelle d'origine projection Longitude Longitude Latitude Latitude j Datumi Datum ArcView3.2 ArcView 3.2 intégrera un système de gestion des projections différent de celui utilisé par ArcView 3.1. Cette extension, développée hors d'arcview (elle ne sera disponible que sur PC Windows), utilise en fait les mêmes sources d'information que le «projection Engine» de SDE, basées sur les références du Petroleum Survey Group. l aura un fonctionnement analogue à ce qui existe actuellement sur Arc/nfo: les informations du système de coordonnées utilisé par un fichier Shape seront stockées dans un fichier prj associé. On aura donc ainsi une bonne connaissance des caractéristiques de la projection associé au Shape (et non plus à la vue comme c'est le cas d'arcview 3.1). Dans sa version actuelle, il n'intègre pas les projections françaises. ESR France diffusera certainement un complément dès la disponibilité de la version francisée de ce SG. 2.4 Limitations En fonction des zones géographiques de travail, en fonction des systèmes de projection utilisés, certains utilisateurs ont constaté des problèmes de précision dans les résultats obtenus pouvant aller jusqu'à 30 mètres. ESR n'a apporté aucune réponse définitive à ces problèmes. La version 3.2 devrait peut-être améliorer les choses. Elle sera disponible pour la fin d'année l faut néanmoins bien mettre en rapprochement l'erreur maximale rapportée avec l'échelle de travail d'un projet. Jusqu'au 25000eme une telle erreur peut parfaitement être tolérée. C'est n'es' plus le cas pour des applications liées à un domaine parcellaire par exemple. / Unification.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 7

66 3 Autres logiciels de changement de projection CartoLib++ CARTOLB++ est la bibliothèque cartographique utilisée par 1'FREMER pour ses applications de cartographie sous-marine. CARTOLB++ se compose principalement de deux sous-ensembles d'objets assurant respectivement les fonctions de calculs cartographiques (CCO) et de tracés (PTR). Cette bibliothèque est développée en C++. Elle s'appuie, pour les fonctions de tracé sur le progiciel graphique 2 dimensions logviews de la société LOG, et pour la gestion des chaînes de caractères et des listes sur la librairie Tools.h++ de la société Rogue Wave. CartoLib++ permet: la définition de la cartographie : le cadre géographique, l'ellipsoïde de référence, la projection et l'échelle de tracé, la conversion entre les systèmes de cordonnées supportés, les calculs d'intersection avec un cadre géographique, les calculs de distance entre points, les calculs des points d'un segment géographique sur la carte, selon une précision de tracé donnée. Les objets contenus dans la librairie de calculs sont: coordonnées géographiques (latitude, longitude), coordonnées géocentriques (x, y, z), coordonnées métriques (x, y) dans la projection de la carte, coordonnées centimétriques (x,y) de la carte, cadre géographique droit défini par ses limites géographiques, cadre géographique orienté défini par un point d'appui, un azimut, une largeur et une hauteur, choix de l'ellipsoïde de référence (15 supportés dont WGS72, WGS84, avec possibilité de définir son propre ellipsoïde), choix de la projection (14 supportées dont les 4 principales UTM, Lambert, Mercator, stéréographique polaire), contexte cartographique déni à partir d'un cadre géographique, d'un ellipsoïde de référence, d'une projection et d'une échelle de tracé. Unificatioidoc. GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 8

67 Des renseignements concernant les conditions de mises en oeuvre et de diffusion ont été demandés à l'fremer. Voici la réponse reçue Auteur: C. Edy (DNS/ES/DLE). Cartolib++ peut-il être utilisé depuis un autre logiciel? Cartolib++ est une librairie de classes C++, c'est-à-dire que ses fonctions peuvent être appelées à partir d'un logiciel lui-même développé en C++. l n'existe donc pas de mode "commande". Quel est le format de fichier utilisé? D'une part Cartolib++ contient des fonctions de calculs géodésiques (transformation de coordonnées,...) et des fonctions de présentation (grilles géographiques, rectangulaires...). D'autre part Cartolib++ possède des fonctions de tracé de traits de côtes lus dans des fichiers è des formats purement internes à l'lfremer. Quel est son prix de vente? Nous ne pouvons donner de prix de vente de Cartolib Module GéoLib de GEOlmage Le logiciel GEOmage possède un module, GéoLib, permettant d'effectuer des opérations de changement de projection sur les images. 3.3 Outil interne fremer pour Arc View M. François, de l'fremer de Brest, a utilisé les outils standard d'arcview et a constaté des problèmes de précisions (erreur allant jusqu'à 30 m). Après avoir essayé toutes sortes d'améliorations avec ESR, il a décidé d'écrire sa propre extension, basée sur les données de référence GN. Le résultat de ces opérations a été validé par l'gn (erreur inférieure à 0,1 m). Nous l'avons contacté pour connaître les conditions de diffusion de cette extension. l doit nous contacter dès qu'une réponse est fournie par sa hiérarchie. Contact: M. François - fremer Brest Tél. : Atilio.françois@ifremer.fr Unification.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 9

68 in ir HF Coordonnées géographiques NTF déduites w 0 40' 10" 4 Précautions d'utilisation 4.1 La description des données Comme cela a été vu auparavant ainsi que dans le document expliquant les principes généraux des projections cartographiques, le nombre de paramètres entrant en compte dans leur définition est important. Ces paramètres sont par ailleurs essentiels pour connaître la projection utilisée pour fabriquer des données. S'ils ne sont pas connus, toute tentative de changement de projection s'avérera difficile à mettre en oeuvre. Au mieux, cela donnera lieu à des approximations, au pire à des résultats complètement erronés. Dans un système d'informations géographiques comportant des données liées à des projections cartographiques différentes, il est donc très important de compléter la description des données par la totalité des paramètres de projection utilisés. C'est le seul moyen de parvenir ensuite à une conversion propre de ces données dans une autre projection La constitution des données Lorsqu'on change la projection de certaines données (cela est surtout vrai lors du passage de données stockées en longitude / latitude vers un système de projection non planaire, pour des données linéaires ou polygonales), il faut faire attention à la «densité» d'informations constituant les données géographiques. En effet, les outils de changement de projection des SG travaillent pour la plupart d'entre-eux en transformant les coordonnées des points constituant les lignes puis en reconstituant les traits. Le cas extrême est celui d'une information d'origine sous forme d'une droite (constitué par deux points intermédiaires). Sans précautions complémentaires, l'information projetée sera toujours une droite (deux points projetés), ce qui sera faux. l faut donc dans ce cas procéder à une opération de «densification» de l'information d'origine (ajouter des points intermédiaires). l est donc nécessaire d'avoir une bonne connaissance du contenu réel des données avant d'effectuer des opérations de projection cartographique. Les méta-données d'accompagnement devront donc également inclure des informations de ce type (méthode de constitution, densité d'information...). Uriifiation.doc GEOREFERENCE / ENR - octobre 1999 page 11

69 3.4 Conversion NTFlLambert Le site perso. wanadoo. f r/archeo présente une page de conversion des données NTF vers Lambert basé sur les formules de l'gn. l peut être utilisé à des fins de vérifications de résultats. Conversion NTF vers Lambert Tapez dans les cases suivantes les coordonnées NTF. Le programme convertira ces valeurs en coordonnées Lambert dans le tableau qui suit. liii]' X, Y Lambert l étendu Conversion Lambert vers NTF Tapez dans les cases suivantes les coordonnées de la grille Lambert. igne décimal: utiliser le point) Choisissez la bonne zone Lambert en validant un radio button. Le programme convertira ces valeurs de grille Lambert en co Sélectionnez une zone Lambert Entrez les coordonnées X et Y de la grille Lambert à convertir en coordonnées NTF (Dl (ll O CV x Y P C l étendu Unificationldoc GEOREFERENCE ENR - octobre 1999 page 10

70 GEOREFERENCE 10 avenue de l'europe RAMONVLLE STAGNE Tél. : Fax: Georeference@wanadoo.fr ETUDE DE FASABLTE D'UN OUTL DU SUV DU PATRMONE NATUREL TERRESTRE ET MARN LES ECHANGES ENTRE PARTENARES DE L'ENROELM PRNCPES ET SOLUTONS POSSBLES Li Echanges ENR.doc GEOR, FERENCE ENR - octobre 1999 page 1

71 SOMMARE 1. NTRODUCTON OBJECTFS CADRE GENERAL 3 2. PRNCPES D'ECHANGES LES ARCHTECTURES POSSBLES LE SERVEUR DE DONNEES LE RESEAU DE DONNEES QUELLE ARCHTECTURE CHOSR? QUE DOT-ON ECHANGER? 6 3. LES MODALTES D'ECHANGE LE FORMAT D'ECHANGE ENTRE PARTENARES LES TYPES D'ECHANGE LE SERVEUR FTP LE SERVEUR WEB LE COURRER LE CD-ROM LES PROTOCOLES DE CREATON DES FCHERS A ECHANGER LES FCHERS MAGES LES CARTES LES DONEES D'ACCOMPAGNEMENT LES ECHANGES AVEC L'ENR/OELM LES DONNEES VECTORELLES LES DONNEES MAGES LE CATALOGUE 13 Echanges ENR.doc GJOREFERENCE ENR - octobre 1999 page 2

72 LES ECHANGES ENTRE PARTENARES DE L'ENROELM 1 ntroduction PRNCPES ET SOLUTONS POSSBLES 1.1 objectifs Cette partie de l'étude vise à décrire le principe d'une architecture de type réseau d'échanges, avec: les comportements attendus et souhaités de chacun des partenaires du réseau, les opportunités offertes par les technologies émergentes (ntranet / nternet), les aspects et contraintes techniques de cette approche. En fonction des types d'échanges proposés, nous formaliserons des directives techniques concernant la mise en forme des données, leur format de stockage et les moyens à utiliser pour les consulter. 1.2 Cadre général Mettre en place un réseau de transmission d'informations entre partenaires de l'enr peut permettre: de favoriser les contacts et les échanges concernant des projets => en cours (discussion à propos de problématiques communes...) =' finalisés (valorisation de l'expérience acquise...) de proposer une vitrine commune aux différents partenaires. l faut veiller à ce que les possibilités offertes restent un choix facile et simple à mettre en oeuvre et à utiliser. Cela est la condition nécessaire (mais malheureusement pas suffisante) pour que ce réseau d'échanges soit utilisé de manière active et profitable à tous les participants. Note: nous n'aborderons pas ici les aspects purement juridiques liés aux échanges de données. Ceux-ci ont déjà largement été étudiés dans d'autres études. On pourra par exemple se reporter aux adresses nternet suivantes fr/news/o8aspjur.htm données publiques localisées, aspects juridiques Peda/Lyccol/option/droits.htm: création, utilisation de moyens multimédia en ligne (nternet) et hors ligne (CD-Rom), aspects juridiques Echanges ENR.doc GEOREFEREN9 ENR - octobre 1999 page 3

73 Princ ipes d'échanges Les architectures possibles Le serveur de données Dans le cadre d'un serveur de données, le principe utilisé est le suivant : regrouper toutes les données dans un système centralisateur, où les utilisateurs (ici les partenaires) iront chercher celles qui les intéressent. Dans cette architecture, le centre serveur répertorie les données, les structure et les met en forme, assure une homogénéité(projection...), fait la promotion. Les partenaires reçoivent un catalogue (ou le consulte sur le serveur) et demandent (ou achètent, suivant les protocoles mis en place) les données désirées (connexion modem ou échange de disquettes) Les avantages et inconvénients d'une structure centralisée de ce type sont: connaissance parfaite du contenu équipement réduit chez les clients (un poste de consultation peut suffire) - certains partenaires peuvent hésiter à donner (ou vendre) leurs données (perte de contrôle, droits de propriété) - lourdeur du système (administration, technique) Echanges ENR.doc GEOREFE, ENCE ENR - octobre 1999 page 4

74 2.1.2 Le réseau de données Dans le cadre du réseau de données, le principe utilisé est alors que chaque utilisateur garde ses données «chez lui», mais en autorise l'accès aùx autres partenaires du réseau d'échange. 1 Utilisateur Utilisateur Utilisateur - Dans ces conditions, il faut qu'un partenaire prenne en charge la rédaction du catalogue des données mises à disposition du réseau. Les avantages et inconvénients d'une structure décentralisée sont: +chaque partenaire reste le gardien de ses données + chaque partenaire contrôle facilement qui les consulte système léger (administration, système) - la cohérence des données est parfois difficile à assurer - l'échange des informations dépend de la bonne volonté des membres du réseau Quelle architecture choisir? L'idée générale émise par l'enr consiste à favoriser les contacts et à proposer une vitrine commune, sorte de «pot commun» recueillant des éléments susceptibles d'intéresser les autres partenaires. Ces principes, alliés aux services actuellement facilement disponibles d'un point de vue informatique (nternet, FTP... ), pousse à choisir une architecture de type serveur. Comme cela a été décrit ci-dessus, un partenaire du réseau d'échanges sera responsable du site centralisateur (le serveur). l aura la tâche de répertorier les données mises à disposition par les partenaires, les structurer (classement par catégorie...), assurer une homogénéité (projection...) faire fonctionner le service (catalogage, suivi informatique, disponibilité du service...). Dans le contexte actuel, l'enr semble tout désigner pour assurer ce rôle. \ Echanges ENR.doc GEOREFERENC, / ENR - octobre 1999 page 5

75 22 Que doit-on échanger? Dans le cadre général que l'on s'est fixé initialement, il semble plus judicieux d'échanger des informations que des données. La distinction entre les deux tient essentiellement au fait que l'information est une donnée valorisée. données valorisées par une légende données brutes On ne proposera donc à l'échange que des informations (cartes avec légende complète, images satellitaires en couleurs naturelles ou en composition colorée classique bien expliquée...). L'échange de données brutes, s'il doit rester possible, ne sera effectué qu'à la demande expresse d'un partenaire, dans un but bien particulier (besoin de données spécifiques en vue de traitements internes par exemple), en respectant les préconisations techniques émises dans le document volet 1. doc. Comme nous le venons ensuite, échanger ce type d'informations permet aussi de régler en bonne partie le problème des droits d'utilisation (il est en effet très difficile de pouvoir modifier ultérieurement une carte finalisée pour ne récupérer qu'un type de données). Echanges ENR.doc GEOREFERNCE / ENR - octobre 1999 page 6

76 De plus, cela permet, nous le verrons également, de se libérer des contraintes liées au format interne utilisé par les SG. Par contre, l'information devra toujours être accompagnée d'une notice descriptive (notion de méta-données). Cette notice devra au moins contenir: l'identification de l'information (nom, version, date), l'identification des données utilisées (producteur, échelle...), l'emprise géographique, le système de projection. Les modaitd'echange Le format d'échange entre partenaires Tous les partenaires ne sont pas équipés en logiciels de type SG. De plus, même si cela était le cas, ils n'utiliseraient certainement pas tous le même SG. l y aurait donc fatalement des problèmes de compatibilité entre les différents formats de données utilisés (.eoo,.tab,.shp,.dxf...). Par contre, il est certain qu'ils disposent tous de logiciels bureautiques capables de lire des fichiers TFF, GF, PDF, EPS ou HTML. Les informations échangées devront donc être fournies dans l'un de ces formats. 3.2 Les types d'échange Trois cas seront étudiés dans cette partie utilisation d'un serveur FTP, utilisation d'un serveur WEB, utilisation du courrier (électronique ou postal) Le serveur FTP Un serveur FTP (pour protocole de transfert de fichiers) permet de transférer des fichiers entre un poste client et le serveur (opération de téléchargement). Depuis l'interface du navigateur (ou à l'aide d'un logiciel spécialisé), le serveur se présente sous la forme d'une liste de ' fichiers et de répertoires. Au niveau supérieur, on doit trouver un fichier contenant le catalogue du serveur. Si ce fichier est au format HTML, il pourra être visualiser directement. Sinon (fichier Word par exemple), il sera téléchargé localement pour être exploité ultérieurement. Les autres fichiers consultables (images, fichiers EPS... ) sont quant à eux stockés dans l'arborescence du serveur. ls pourront être visualisés directement (fichiers TFF ou JPEG par exemple), et/ou téléchargés localement. Echanges ENR.doc GEOREFERENC/ ENR - octobre 1999 page 7

77 Un répertoire spécial doit exister dans l'arborescence pour recueillir les nouveaux fichiers que les partenaires souhaitent mettre à disposition du serveur. ls les y déposent et c'est le gestionnaire du serveur qui les contrôlera, validera et placera dans leur répertoire d'exploitation, avant de mettre à jour le catalogue. Les avantages et inconvénients d'un serveur de ce type sont: structure informatique simple maintenance et suivi du serveur facile navigation et chargement de fichiers rapides - interface rustique (liste de fichiers et de répertoires) Le serveur WEB l n'est pas utile de présenter ici les principes des serveurs WEB. Par rapport au serveur FTP, ils présentent l'énorme avantage d'être beaucoup plus intuitifs et simples à utiliser. En effet, les informations peuvent être directement visualisées à travers le catalogue, qui se présente alors comme une série de pages reliées par des liens hypertextes. l peut cohabiter intelligemment avec un serveur FTP, afin de permettre le déchargement des fichiers en provenance des partenaires. Enfin, il peut être couplé avec un logiciel SG spécialisé (type ArcMS), permettant de mettre à disposition des partenaires des cartes interactives. Les avantages et inconvénients d'un serveur de ce type sont: structure informatique bien connue maintenant interface intuitive. Possibilité de créer un site attractif site évolutif outils de navigation largement diffusés - maintenance lourde - utilisateurs exigeants sur la qualité du site Le courrier Cette solution peut être mise en oeuvre si le service serveur ne veut (ou ne peut) pas assurer l'acquisition et la maintenance d'un serveur FTP ou WEB. l lui suffit alors de disposer d'un accès nternet afin de pouvoir échanger des courriers électroniques. Cela ne l'empêche pas de devoir assurer la rédaction du catalogue des informations (sous forme de fichiers Word ou HTML). l sera diffusé aux partenaires sous la forme d'une piède jointe attachée à un courrier. Chaque partenaire adressera ses demandes d'informations par courrier et recevra les fichiers demandés par le même média. Dans le cas où un partenaire ne dispose d'aucun accès nternet, il suffit de transformer le courrier électronique en courrier postal normal, et de les stocker sur un support adéquat à leur taille (disquette, ZP ou CD-ROM). Echanges ENR.doc GEOREFER5'JCE / ENR - octobre 1999 page 8

78 Les avantages et inconvénients d'un serveur de ce type sont: structure informatique réduite à son minimum fonctionnement simple - lourdeur du suivi (envoi du catalogue, traitement des demandes) - taille des fichiers limités (souvent pas plus de 5 Mo) - service peu attractif Note complémentaire : dans tous les cas de transmission électronique des documents, il faudra prêter attention au temps de transfert généré. Si ce n'est que rarement pénalisant dans le cadre d'un ntranet, cela peut devenir une réelle contrainte pour une consultation par nternet avec une connexion par modem standard. l ne faudrait pas que l'éventuelle lenteur de consultation devienne un élément dissuadant les partenaires d'utiliser le réseau d'échanges Le CD-ROM Une fois que le serveur a atteint un niveau de stabilité jugé suffisant (en terme de contenu essentiellement), il peut être intéressant de le copier sur un (ou plusieurs) CD-ROMs. Cela permet une diffusion parfois plus large, et en tous cas plus complète, voire sélective. Techniquement, il peut reprendre la structure du serveur. L'utilisateur n'aura alors qu'à employer ses outils classiques de consultation. l n'aura alors aucun soucis de connexion, de temps de transfert... Les avantages et inconvénients d'un serveur de ce type sont: tous les avantages du serveur WEB ou FTP (c'en est une copie) consultation sans soucis mise à jour par nternet par exemple - tous les inconvénients du serveur WEB ou FTP (c'en est une copie) - contenu figé 3.3 Les protocoles de création des fichiers à échanger Les fichiers images Le format TFF (et bientôt GEOTFF) est universellement reconnu. Tous les logiciels (y compris bureautiques standard) peuvent l'interpréter. C'est donc le format à recommander pour échanger des images. 1 En parallèle, il est possible de produire des fichiers au format JPEG. Son principal avantage est son taux de compression qui peut être très élevé. Par contre, c'est une compression «dégradante». Plus le taux de compression est élevé, plus l'image est altérée. Le responsable du serveur doit donc procéder à un contrôle qualité, et souvent fixer un taux de compression différent pour chaque type d'images. Néanmoins, pour une utilisation de type consultation (fond de carte...), ce format ne présente aucun inconvénient. l est également reconnu par la Echanges ENR.doc GEOREFERENCE / ENR yctobre 1999 page 9

79 quasi-totalité des logiciels. C'est un des formats les plus utilisés par nternet (la compacité des fichiers générés rend en effet les transferts très rapides). Enfin, citons le format GF, également très utilisé sur nternet. l présente par contre l'inconvénient de ne pas supporter plus de 256 couleurs. De plus, la société américaine qui en détient les droits a récemment annoncé son intention de demander une redevance pour son utilisation. image Tiff, sans compression. taille 650 Ko mage jpeg, compression à 50%, taille 20 Ko Echanges ENR.doc GEOREFERENCE / E>R - octobre 1999 page 10

80 mage jpeg, compression à 90%, taille 6 Ko Les cartes nformations de type vectoriel Le type de fichier à produire dépend essentiellement de l'utilisation qui en sera faite. Si ce fichier est destiné à l'édition, il est préférable d'utiliser le format PostScript (possibilité d'être utilisé en imprimerie, travail possible avec des logiciels type llustrator... ). Dans le cas d'une utilisation de type rapport, impression aux formats A4 ou A3, il peut être préférable d'exporter la carte sous forme d'image, aux formats TFF ou JPEG. On prêtera alors attention àla résolution utilisée lors de la conversion. Si une résolution de 300 dpi est souvent suffisante, certaines utilisations (agrandissement...) peuvent demander plus de finesse. l faudra de toute façon toujours accompagner l'image ainsi générée de cette information. De plus, cette étape de «rasterisation» permet de rendre les données brutes difficilement utilisables pour d'autres buts que ceux visés par le producteur de l'information complète. l est en effet techniquement complexe d'extraire un type de données particulier d'une carte (p.e. extraire le réseau routier seul). De plus, pour être ensuite exploitables, ces données devraient à nouveau être vectorisées. Cela rend donc le processus lourd pour un partenaire «normal». Par ailleurs, dans le cas de cartes comportant des données 3D, il peut être intéressant de générer des fichiers au format VRML (Virtual Reality Mode! Language). A l'aide d'un fichier à ce format et d'un navigateur nternet associé à un plug-in spécialisé, il est possible de se «promener» dans le paysage tridimensionnel fabriqué par le SG. Echanges ENR.doc GEOREFERENCE / ENR - oytobre 1999 page 11